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<正>中国农业科学院在小麦D基因组草图绘制研究中取得突破近日,中国农业科学院作物科学研究所宣布,该研究团队在国际上率先完成了小麦D基因组草图的绘制。小麦D基因组计划由中国农业科学院作物科学研究所牵头组织发起,完成了小麦D基因组供体种——粗山羊草基因组草图的绘制,结束了小麦没有组装基因组序列的历史。这是中国主导完成的世界第一张小麦D基因组草图,也是植物基因组领域研究的又一突破性重大成果,标志着我国的小麦基因组研究     

要闻

<正>我国小麦基因组研究跨入世界先进行列我国研究人员在国际上率先完成了小麦A基因组的供体—乌拉尔图小麦和小麦D基因组供体种—粗山羊草基因组草图的绘制,结束了小麦没有全基因组序列的历史,标志着我国小麦基因组研究跨入了世界先进行列。小麦是世界上分布最广、种植面积最大的作物,     

环球

《Nature》公布小麦基因组利物浦大学、加州大学戴维斯分校等9所研究机构合作对小麦基因组进行了测序,他们的研究近期在《Nature》杂志上发表,有望帮助人们增加小麦产量,培育更适应环境变化的品种。普通小麦来源于三个祖先,其基因组是三个基因组的复合体,特别复杂,普通小麦的基因组大小是人类基因组的五倍。"小麦的基因组很庞大也很     

小麦族的基因组显性及其育种学意义

小麦族包含大量由不同基因组组成的异源多倍体物种。同一个异源多倍体物种的不同基因组可能对表型性状产生非对称性贡献,例如小麦属多倍体物种的形态分类特性,更像其A基因组供体物种,这种现象称为A基因组显性。由于基因组显性,小麦族形成了以A、D、U、St为轴心(显性)基因组的异源多倍体物种簇。异源多倍体物种的基因组显性可能与其进化适应优势的形成有关。在育种方面,基因组显性影响多倍体新作物开发及小麦-外源染色体易位设计。     

小麦微卫星标记在中间偃麦草中通用性研究

利用分布于普通小麦整个基因组的525对微卫星引物,对其在普通小麦与中间偃麦草(Thinopyrumintermedi-um)之间的通用性及其亲缘关系进行了分析。结果表明:202对引物在小麦和中间偃麦草间多态性扩增,所占比率为38.4%,小麦的A,B,D3个基因组多态性引物所占比率分别为34.6%,36.9%和42.2%;说明普通小麦SSR引物在中间偃麦草之间具有通用性,小麦D基因组与中间偃麦草亲缘关系要远于A,B基因组与中间偃麦草关系,表明小麦的A,B,D基因组之间存在遗传差异性。     

基于全长cDNA序列的小麦cSNP发掘

以测序得到的来自小麦不同基因组的基因序列为源序列,用AutoSNP软件,在GenBank中的小麦EST库中检测到一批cSNP,开辟了一条发掘小麦基因组特异候选cSNP的新途径。在2089个源序列中,检测到1 296个cSNP,其中有397个来自A基因组,322个来自S基因组,420个来自D基因组;另外,A和D基因组共有的SNP有154个,A和S,S和D,A、S和D基因组共有的SNP各仅有1个,这一结果也同时表明,小麦的3个基因组供体种中,A、D基因组关系比较近,而它们与S基因组的关系比较远。统计分析表明,小麦中SNP出现的频率约为0.914‰。     

一粒系小麦的微卫星分析

利用普通小麦A基因组含有微卫星位点的引物对在3种一粒系小麦的部分同源微卫星位点进行了检测。结果发现,59％的小麦A基因组微卫星位点的引物对可在3种一粒系小麦的多个种质中检测到部分同源微卫星位点,表明A基因组含有的微卫星位点在普通小麦和一粒系小麦间并不完全保守。一粒系小麦的微卫星位点之间在扩增条带数目以及扩增条带长度上均存在广泛差异。同一微卫星位点在不同一粒系小麦种质中的扩增条带数目以及扩增条带长度上也表现明显差异。     

四篇Science文章公布最新小麦基因组序列

<正>小麦是全球最重要的粮食作物之一,提供了20%人类所需的热量。2010年英国科学家宣布他们绘制出了小麦基因组草图,但这一序列并不完整。在近日Science杂志上,两个研究组分别公布了Chinese Spring小麦品种的每个染色体臂的基因组序列,以及小麦染色体3B基因组序列,另外两个研究小组整理了发育中的普通小麦谷物组织的RNA产物,以及现代普通小麦的系统发育历史。这些研究成果由国际小麦基因组测序协作组织     

人工合成六倍体小麦后代衍生群体遗传多样性检测

通过四倍体二粒小麦和节节麦杂交而获得的人工合成六倍体小麦,含有丰富的普通小麦品种改良有益基因,作为拓宽普通栽培小麦性状和新品种改良的新的种质资源已广泛应用于普通小麦的遗传改良实践中.利用分布于小麦A、B、D基因组21条染色体、28个不同染色体臂上的37对微卫星引物,对人工合成六倍体小麦与四川成都平原普通栽培小麦主栽品种杂交、回交经多代选择而形成的117份人工合成六倍体小麦衍生后代高代群体系(其中川麦38、川麦42、川麦43和川麦47为审定品种)进行了DNA分子水平上的分析,共检测到256个等位变异,平均每个SSR标记位点检测到6.92个等位变异,变幅在1到14之间.A、B、D基因组中,D基因组表现出的多态性信息含量最低,为0.4276,B基因组次之,为0.5346,A基因组最高,达到0.6145(A＞B＞D).辛普森指数比较的结果也反映出相同的变化趋势,A基因组最高,为1.1874,B基因组次之,为1.0810,D基因组最小,为0.8046(A＞B＞D).综合多态性信息含量和辛普森指数的估值,表明这一批人工合成六倍体小麦衍生后代群体接受的遗传基因既来自人工合成六倍体小麦,又来自普通栽培小麦,显示杂合度类型丰富,具有较高的遗传差异.根据SSR位点获得的等位基因变异片断的分布情况进行UPGMA聚类,发现A、B、D基因组基凶型间的遗传相似系数较低,A、B、D三个基因组所得平均遗传相似系数为0.4721,其中A基因组平均遗传相似系数为0.3797,B基因组平均遗传相似系数为0.4627,D基因组上平均遗传相似系数为0.5815,反映人工合成六倍体小麦后代衍生材料的遗传多样性处于较高水平.研究结果证明利用人工合成六倍体小麦所具有的普通小麦野生近缘种中的基因库改良现代小麦,丰富其遗传基础,减少其生物和非生物胁迫的脆弱性,是一条行之有效的途径.     

四倍体小麦与六倍体小麦杂种的染色体遗传特性

四倍体栽培小麦(Triticum turgidum L., AABB)和普通小麦(Triticum aestivum L., AABBDD)是两种目前主要的小麦栽培种。通过远缘杂交转移利用四倍体小麦(或六倍体小麦)基因是六倍体小麦(或四倍体小麦)遗传改良的重要方法。然而,两者杂种F1为基因组组成不平衡的五倍体,其中A和B基因组染色体均为两套,而D基因组染色体仅一套。亲本间的遗传差异,包括核基因组和细胞质基因组,可能影响五倍体杂种的染色体传递效率。本研究以多个不同遗传背景的四倍体小麦和六倍体小麦为亲本,配置正反交五倍体杂种F1,采用多色荧光原位杂交技术分析自交F2代植株的染色体组成规律。结果表明,杂交亲本的遗传背景对杂种F1自交结实率影响显著;不论是以四倍体小麦还是六倍体小麦做母本, AB基因组染色体在F1自交过程中相对稳定, F2后代的数目均接近28条(27.9 vs. 28.0);以四倍体小麦为母本F2平均保留的D基因组染色体数显著多于以六倍体小麦为母本的后代(7.0 vs. 2.9)。因此,以四倍体小麦为最终目标后代时,应优先以六倍体小麦为母本进行杂交组合的配置;以六倍体小麦为最终目标后代时,应优先以四倍体小麦为母本开始最初的杂交组合配置。     

人工六倍体小麦后代衍生群体遗传多样性研究

通过四倍体二粒小麦和节节麦杂交而获得的人工合成六倍体小麦,含有丰富的普通小麦品种改良有益基因,作为拓宽普通栽培小麦性状和新品种改良的新的种质资源已广泛应用于普通小麦的遗传改良实践中.利用分布于小麦A、B、D基因组21条染色体、28个不同染色体臂上的37对微卫星引物,对人工合成六倍体小麦与四川成都平原普通栽培小麦主栽品种杂交、回交经多代选择而形成的117份人工合成六倍体小麦衍生后代高代群体系(其中川麦38、川麦42、川麦43和川麦47为审定品种)进行了DNA分子水平上的分析,共检测到256个等位基因变异,平均每个SSR标记位点检测到6.92个等位变异基因.每个SSR位点等位基因变异数在1～14个,变异幅度较大,表明SSR分子标记在人工合成六倍体小麦中表现出高水平的遗传变异.A,B,D基因组中,D基因组表现出的多态性信息含量最低,为0.427 6,B基因组次之,为0.534 6,A基因组最高,达到 0.614 5(A>B>D).辛普森指数比较的结果也反映出相同的变化趋势,A基因组最高,为1.187 4,B基因组次之,为1.081,D基因组最小,为0.804 6(A>B>D).综合多态性信息含量和辛普森指数的估值,表明这一批人工合成六倍体小麦后代衍生高代群体接受的遗传基因既来自人工合成六倍体小麦,又来自普通栽培小麦,显示杂合度类型丰富,具有较高的遗传差异.根据获得的等位基因变异片断的分布情况进行UPGMA聚类,发现A,B,D基因组基因型间的遗传相似系数较低, A,B,D三基因组37个SSR标记位点所得平均遗传相似系数为0.472 1,A基因组平均遗传相似系数为0.379 7,B基因组平均遗传相似系数为0.462 7,D基因组上平均遗传相似系数为0.581 5,反映出人工合成六倍体小麦后代衍生群体材料的遗传多样性处于较高水平.本研究结果证明利用人工合成六倍体小麦所具有的普通小麦野生近缘种中的基因库改良现代小麦,丰富其遗传基础,减少其生物和非生物胁迫的脆弱性,是一条行之有效的途径.     

分子生物学在小麦栽培方面的研究和未来方向

分子生物学是研究小麦生物特性和育种的重要工具。以了解分子生物学工具在小麦基因和性状研究中的价值和预测小麦分子生物学研究未来的方向为主要目的,通过对相关文献的遍历,论述了小麦的全基因组数据获取和信息分析方法,揭示了分子生物学工具对于性状改良方面的研究价值。分析认为,小麦分子生物学未来的研究方向将会着眼于对小麦全基因组信息认识、进化特性方面,通过各类方法诱导变异和转基因杂交技术。     

中国特有小麦与斯卑尔脱小麦和密穗小麦高分子量谷蛋白亚基多态性比较分析

采用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）方法对中国特有小麦（新疆稻麦、西藏半野生小麦和云南铁壳麦）高分子量谷蛋白亚基组成进行了研究,并综合前人的研究结果,比较分析了中国特有小麦、斯卑尔脱小麦和密穗小麦高分子量谷蛋白亚基的多态性,结果显示,斯卑尔脱小麦在高分子量谷蛋白亚基组成上具有明显特点,在Glu-A1位点上以1亚基为优势亚基,在Glu-B1位点上以13+16亚基居多,而这两种亚基在其他六倍体小麦中出现的频率相对较低。新疆稻麦在Glu-1D位点上具有特殊的HMW-GS类型。结合核基因组和叶绿体基因组的研究结果对中国特有小麦的起源演化进行了探讨。     

普通小麦背景中长穗偃麦草[Lophopyrum elongatum(Host) A. Lve]E染色体组的RGAP特异标记

利用已知植物抗病基因编码氨基酸保守区域NBS-LRR(核苷酸结合位点-富亮氨酸区域)设计了42个简并引物组合,运用抗病基因类似物多态性(resistance gene analog polymorphism,RGAP)分子标记技术,对中国春、中国春-长穗偃麦草双二倍体及其附加系和代换系基因组DNA进行PCR扩增。结果表明,共有38对引物组合获得扩增产物,其中35对在普通小麦中国春、中国春-长穗偃麦草双二倍体中能扩增出多态性,平均每个引物组合扩增出38.5个片段。在普通小麦背景下,共获得275条长穗偃麦草E基因组多态性谱带,占扩增总谱带数的17.44%,揭示出在普通小麦背景下E基因组和普通小麦A、B、D基因组间的高丰度遗传变异。另外,利用RGAP分子标记技术,构建了一套完整的长穗偃麦草1E~7E染色体的特异RGAP标记。为小麦背景中长穗偃麦草外源遗传物质的快速检测提供了新途径。     

锈病抗性基因Lr37-Yr17-Sr38聚积的PCR检测及其在培育硬粒红皮春小麦等基因系中的应用

具有与A、B和D基因组有关的基因组的二倍体物种提供了一个能用于增加小麦遗传多样性性状的基因库。栽培小麦的基因库已大量利用，因此在六倍体种质中寻找新的抗性基因变得更加困难。为了采用新的抗性基因来防御不同病原群体的不断演变，减少小麦生产过程中杀菌剂的使用，小麦野生亲缘种能用作病害抗性资源。     

中国农业科学院培育出抗旱节水转基因小麦新品种

<正>据悉,中国农业科学院作物科学研究所承担的抗旱节水转基因小麦新品种培育研究,经过多年多点田间抗旱节水试验,结果表明该项目组培育的转基因小麦新品系的水分利用效率比对照提高15%以上,产量提高10%以上,具有较大生产应用潜力。据项目负责人、中国农科院作科所马有志研究员介绍,该项目以我国抗旱小麦农家种"小白麦"以及耐盐大豆品种铁丰8号为材料,在全基因组水平上系统分析了小麦、大豆基因组     

普通小麦背景中长穗偃麦草[Lophopyrum elongatum (Host) A. Löve]E染色体组的RGAP特异标记

利用已知植物抗病基因编码氨基酸保守区域NBS-LRR（核苷酸结合位点-富亮氨酸区域）设计了42个简并引物组合，运用抗病基因类似物多态性（resistance gene analog polymorphism，RGAP）分子标记技术，对中国春、中国春-长穗偃麦草双二倍体及其附加系和代换系基因组DNA进行PCR扩增。结果表明，共有38对引物组合获得扩增产物，其中35对在普通小麦中国春、中国春-长穗偃麦草双二倍体中能扩增出多态性，平均每个引物组合扩增出38.5个片段。在普通小麦背景下，共获得275条长穗偃麦草E基因组多态性谱带，占扩增总谱带数的17.44%，揭示出在普通小麦背景下E基因组和普通小麦A、B、D基因组间的高丰度遗传变异。另外，利用RGAP分子标记技术，构建了一套完整的长穗偃麦草1E~7E染色体的特异RGAP标记。为小麦背景中长穗偃麦草外源遗传物质的快速检测提供了新途径。     

普通小麦背景中长穗偃麦草[Lophopyrum elongatum（Host）A．Loeve]E染色体组的RGAP特异标记

利用已知植物抗病基因编码氨基酸保守区域NBS—LRR（核苷酸结合位点-富亮氨酸区域）设计了42个简并引物组合，运用抗病基因类似物多态性（resistance gene analog polymorphism，RGAP）分子标记技术，对中国春、中国春-长穗偃麦草双二倍体及其附加系和代换系基因组DNA进行PCR扩增。结果表明，共有38对引物组合获得扩增产物，其中35对在普通小麦中国春、中国春-长穗偃麦草双二倍体中能扩增出多态性，平均每个引物组合扩增出38．5个片段。在普通小麦背景下，共获得275条长穗偃麦草E基因组多态件谱带，占扩增总谱带数的17．44％，揭示出在普通小麦背景下E基因组和普通小麦A、B、D基因组间的高丰度遗传变异。另外，利用RGAP分子标记技术，构建了一套完整的长穗偃麦草1E～7E染色体的特异RGAP标记。为小麦背景中长穗偃麦草外源遗传物质的快速检测提供了新途径。     

离子束介导大豆DNA导入小麦的蛋白质含量稳定分析

摘要：为了提高小麦蛋白质含量,采用离子束介导法将大豆（Glycine max）豫豆23号的基因组DNA导入小麦（Triticum aestivum L.）品种中育5号和淮阴9628。获得T1代高蛋白含量（>15%）单株114株,蛋白质含量最高达21.44%,显著提高了小麦蛋白质含量。从T1到T3代连续单株选择,获得了16个遗传上基本稳定的T3代株系。结果表明,离子束介导的大豆基因组导入是小麦高蛋白含量改良的可行途径。     

普通小麦B基因组的研究进展

普通小麦（T.aestivum L.）为一个异源六倍体物种,具有A、B、D三个染色体组,它们具有不同程度的同源性。对各个染色体组进行有关起源、进化、基因定位及基因与产量、性状的关联分析,可更好的发掘和利用各染色体上的有利基因,拓宽小麦的遗传变异基础,为在小麦育种中如何引进新的遗传变异及杂优选育提供理论依据。遗传多样性是进行小麦改良的基础,B基因组含有丰富的抗病、抗虫、抗寒、优质等有益基因,多态性最高。本文对小麦B基因组的组成特点、起源、遗传多样性及基因定位等进行了综述,并对其以后的研究进行了展望。