小麦转录因子基因W16的功能标记作图和关联分析

【目的】开发小麦DREB转录因子基因W16的功能标记,进行遗传作图,并结合表型性状关联分析,为利用分子标记进行小麦遗传改良提供依据。【方法】以六倍体普通小麦及其野生近缘种的二倍体和四倍体为材料,克隆W16的DNA序列;根据序列多态性设计分子标记;利用中国春缺四体材料对基因进行染色体定位,用DH群体（旱选10号×鲁麦14）进行精细定位并作图;以154份六倍体普通小麦材料构成的自然群体分析表型性状与基因单倍型的关联特性。【结果】利用中国春缺四体材料先将W16定位在1A染色体上。后利用DH群体将W16定位于染色体1A的CWM517和WMC20标记之间,距左、右标记的遗传距离分别为7.8 cM和19.4 cM。在小麦自然群体中共检测到W16的3种单倍型,分别与单株穗数、穗粒数、每穗小穗数和籽粒饱满度关联。【结论】确定了W16所在的染色体位置,鉴定出HapⅡ为增加单株穗数和籽粒饱满度的优良单倍型,HapⅢ为提高穗粒数的优良单倍型,该基因的功能标记和关联分析结果为小麦分子育种提供了重要信息。     

小麦育种功能标记研究进展

功能标记是来源于控制生物表型的序列或序列模体。与基因组中随机DNA序列开发出来的匿名性DNA标记相比,功能标记具有多方面的优点,从而使其成为小麦中标记辅助育种的理想工具。主要从功能标记的特点、功能标记在小麦育种上的应用及小麦功能标记的开发三个方面进行了阐述。功能基因组学和比较基因组学的发展和研究深入,为功能标记的开发提供了坚实的基础。     

分子标记在油菜遗传作图中的应用

概述了油菜遗传图谱的发展,特别是DNA分子标记在油菜遗传作图中的应用。概要介绍了20多年来文献报道的利用不同类型遗传标记所构建的图谱特点。展望了未来油菜分子标记与作图群体选择的发展趋势,特别探讨了SNP、eQTL、功能基因ILP标记在未来新一代遗传图谱中的应用前景。     

小麦Rht矮秆基因的分子标记研究进展

简述了利用RFLP、SSR、STS、RAPD等分子标记方法对不同矮秆基因进行标记和定位的结果。在小麦矮秆基因标记中,RFLP标记应用得最多,其次是SSR标记和STS标记,RAPD标记应用得较少。     

一个普通小麦γ-醇溶蛋白基因的分子标记

运用生物信息学方法,根据已知的黑麦75Kγ-黑麦碱DNA序列设计引物,对8份不同类型的普通小麦材料进行PCR扩增,均获得一条约400 bp的特异扩增带。对新中长和99L2的扩增带分别进行克隆测序,序列登录号为:DQ432029和DQ432030。分析表明,DQ432029和DQ432030序列完全一致,由377个碱基组成。BLAST分析发现,该序列与普通小麦γ-醇溶蛋白基因的同源性最高,相似性达92%,表明它是一个小麦γ-醇溶蛋白基因。同时,此序列与所有已知γ-醇溶蛋白基因序列存在显著差异,因而可以认为它是普通小麦γ-醇溶蛋白基因家族的一个新序列。所有不同类型的小麦材料都扩出一条同样大小的清晰、明亮带,此扩增带可以作为普通小麦该γ-醇溶蛋白新基因的特异分子标记。     

贵州省区试小麦品系遗传多样性的SSR标记研究

采用微卫星分子标记(SSR)对贵州省2001～2003年参加省和高海拔区试的30个小麦品系的遗传多样性进行了研究。结果表明,12对引物共检测到37个等位位点,每对引物等位位点数为1～8个,平均为3．08个。聚类分析表明,品种间遗传相似系数(Gs)变异范围为0.048～0.346,平均值为0．197,SSR标记能将全部品系区分开来,30个小麦品系可分为5类。研究表明SSR分子标记在鉴别品种和品种遗传多样性方面具有重要作用。     

人工合成六倍体小麦后代衍生群体Waxy蛋白亚基的分子标记

四倍体小麦与节节麦杂交培育的人工合成六倍体小麦已广泛应用于国内外小麦品种改良。以引自CIMMYT的Syn768、Syn769和Syn780人工合成六倍体小麦分别与中国四川成都平原主栽普通小麦品种杂交、回交的BC2F2：6后代群体中选育的113份优良高代系为材料,采用SSR特异引物的PAGE凝胶电泳对其Waxy蛋白亚基缺失类型进行了研究。结果表明,在所检测的121份材料中,8份材料缺失Waxy—B1型蛋白亚基,占全部材料的6．6％;没有检测到其他类型的缺失体。从每个人工合成六倍体小麦亲本材料所形成的后代衍生群体来看,Waxy-B1缺失体频率各不相同,说明Waxy蛋白亚基缺失类型在人工合成六倍体小麦后代衍生群体材料中的表现存在着随机性,与亲本的基因型状况关系极大。通过研究人工合成六倍体小麦与普通小麦杂交后代的Waxy蛋白亚基缺失类型,有助于提高分子标记育种效率。     

小麦TaGA20ox2基因的克隆及分析

 【目的】克隆小麦中的GA20-氧化酶基因并进行遗传定位,为深入研究小麦中的GA20-氧化酶基因作用机理奠定基础,同时为改良小麦的重要农艺性状提供理论依据。【方法】采用同源克隆结合BAC文库筛选的方法克隆基因,利用中国春缺失体以及国际作图群体对该基因进行遗传定位。【结果】从普通小麦中国春中分离得到TaGA20ox2的gDNA与cDNA序列,利用中国春缺失体材料将TaGA20ox2定位于3A、3B、3D染色体上,序列分析表明分别位于3A、3B、3D染色体上的TaGA20ox2-A1、TaGA20ox2-B1和TaGA20ox2-D1与水稻GA20ox2为直向同源基因,具有GA20ox2家族保守结构域;利用国际作图群体W7984×Opata85将位于3D上的基因TaGA20ox2-3定位于xfba330与xgwm664标记之间。【结论】分离获得小麦中分布于第三同源群的GA20ox2;分子标记结果结合QTL作图信息可以初步推测TaGA20ox2-3在小麦中可能是控制株高的基因。     

2C类蛋白磷酸酶的结构与功能研究进展

2C类蛋白磷酸酶(PP2C-type protein phosphatases,PP2C)是一类丝氨酸/ 苏氨酸残基蛋白磷酸酶,在细胞内以单体形式存在,酶催化活性依赖于Mg2+或Mn2+.PP2C通过去磷酸化作用负调控蛋白激酶级联信号系统,参与细胞周期、胁迫信号转导、基因转录、蛋白质翻译及翻译后修饰等细胞活动过程.H2O2、不饱和脂肪酸、Ca2+/CaM、脂质信号分子等均可调节PP2C的活性.     

2C类蛋白磷酸酶的结构与功能研究进展

2C类蛋白磷酸酶(PP2C-type protein phosphatases,PP2C)是一类丝氨酸/ 苏氨酸残基蛋白磷酸酶,在细胞内以单体形式存在,酶催化活性依赖于Mg2 或Mn2 .PP2C通过去磷酸化作用负调控蛋白激酶级联信号系统,参与细胞周期、胁迫信号转导、基因转录、蛋白质翻译及翻译后修饰等细胞活动过程.H2O2、不饱和脂肪酸、Ca2 /CaM、脂质信号分子等均可调节PP2C的活性.     

小麦白粉病抗病新基因PmHNK的遗传分析和分子标记定位

 【目的】周98165对河南省当前流行白粉菌生理小种具有较好的抗性,并且综合农艺性状优良。明确其抗白粉病基因及遗传特性,筛选与其紧密连锁的分子标记,为抗白粉病育种提供抗源和理论支撑。【方法】将周 98165与中国春杂交、自交、测交,对双亲及其杂交后代进行苗期鉴定,用小麦白粉病菌08B1进行遗传分析,利用SSR、EST-SSR技术对双亲及抗感池进行筛选和电泳分析,并结合中国春缺四体材料进行染色体定位。【结果】周98165对3个白粉菌高毒力小种抗性良好,其抗病性受1对显性核基因控制,将该基因暂命名为PmHNK。筛选了与PmHNK 连锁的5个微卫星标记,在遗传图谱上的顺序为Xbarc77、Xgwm547、Xwmc326、Xgwm299、PmHNK、Xgwm108,Xgwm299和Xgwm108分别为PmHNK两侧距离最近的标记,图距分别为4.2 cM、5.6 cM,最远标记Xbarc77与PmHNK图距为10.6 cM,并将PmHNK 定位于3BL。【结论】抗病鉴定、遗传分析结合分子标记分析结果表明,PmHNK是一个白粉病抗病新基因。     

Allelic Variation at the TaZds-A1 Locus on Wheat Chromosome 2A and Development of a Functional Marker in Common Wheat

ζ(zeta)-carotene desaturase (ZDS) is a key enzyme for carotenoid biosynthesis,demonstrating high association with the yellow pigment (YP) content in wheat grain.Cloning ZDS gene and developing function...     

小麦叶片表皮粉质化的遗传定位

为发掘小麦中影响叶片表面粉质化的关键位点,对小麦茎叶表皮粉质化蜡质的基因进行遗传定位。以141份重组自交系群体为材料,利用已构建的高密度遗传图谱对四川推广品种川麦32的叶片表皮粉质化进行基因型鉴定。结果表明:目标性状在重组自交系群体中表现为单基因遗传,且被定位于2D染色体短臂上。     

普通小麦株高的遗传分析

利用小麦扬麦9号和CI12633构建了184个重组自交系群体,利用双亲间多态的212个SSR标记绘制分子连锁图谱,图谱总长1 567.2 CM,标记间平均距离8.2 CM。在3年9次条件下对株高性状进行鉴定,利用复合区间作图法监测到6个株高QTL,它们分别位于1D、2A、2B、3A和5A染色体上,其中位于2B染色体上的QTL来自品种CI12633,其余5个QTL均来自矮杆亲本扬麦9号,单个QTL能够解释4.13%~17.44%的表型变异,每个环境条件下检测到的所有QTL能解释29.46%~46.46%的表型变异,5A染色体上的QTL在9次试验环境下均能被检测出来,同时其效应也是最大的QTL,说明这个QTL能够在育种中被利用。     

谷子分子标记与功能基因组研究进展

近年来,谷子生物技术发展迅速,特别是谷子SSR标记的开发、遗传图谱的构建、EST数据库建立、QTL定位等基础工作取得了较大的发展。即将完成的谷子基因组测序,也加速了谷子分子标记和功能基因组研究的进程,提升了研究水平。主要对谷子分子标记和功能基因组方面的研究进展进行了总结,提出谷子功能基因的标记定位与发掘,建立分子标记数据基础和高效外源基因转化平台的建立是未来谷子基因组研究的关键工作,并对谷子基因组的研究发展进行了展望。     

小麦GDH1基因克隆及其功能标记开发

谷氨酸脱氢酶(glutamate dehydrogenase,GDH)在植物体内催化合成谷氨酸的可逆反应,通过GDH固氮比谷氨酸合成酶途径更节省能量。在植物大多数组织中,GDH1是该基因家族中表达最高的基因,比其他GDH成员具有更为重要的作用。本研究从普通小麦基因组中分离了TaGDH1基因在A、B、D染色体组的序列。针对TaGDH1a基因在基因组DNA序列1 900~1 983 bp位置存在的核苷酸差异设计了一个插入/缺失标记,同时将该标记定位在5A染色体上。     

小麦果聚糖合成酶基因6-SFT-A单核苷酸多态性分析及其定位

 【目的】小麦果聚糖合成酶基因6-SFT是果聚糖合成过程中的关键酶基因,研究6-SFT-A的多态性,分析其与小麦苗期抗旱性的关系,并进行遗传定位。【方法】以苗期抗旱性不同的30份六倍体小麦和4份小麦A基因组供体种乌拉尔图小麦为材料,通过直接测序分析6-SFT-A的单核苷酸多态性（SNP）及其与抗旱性的关系;开发基因分子标记,利用RIL群体（偃展1号×内乡188）对该基因进行遗传定位。【结果】在30份六倍体小麦材料中检测到14个核苷酸多态性位点,包括13个SNP和1个InDel,平均234 bp检测到一个多态性位点,仅在1 727和1 781 bp 2个位点检测到非同义突变;在4份乌拉尔图小麦中检测到28个SNP和4个InDel,其频率明显高于普通小麦。该基因的内含子1、2、3和外显子3为变异富集区,其它区域变异较小,外显子2变异最小,π值为0。34份材料分为3种单倍型,HaplⅠ主要包括中等抗旱材料和水敏感材料,Hapl Ⅲ中主要包括强抗旱材料和中等抗旱材料。利用RIL群体将该基因定位于染色体4A的标记Xcwm-27与Xwpt688之间,遗传距离分别为5.3和7.9 cM。【结论】单倍型分析表明,小麦果聚糖合成酶基因6-SFT-A单倍型与小麦苗期抗旱性有一定的相关性。     

巨麦6号抗叶锈病基因的推导和分子定位

巨麦6号在田间表现出很好的抗叶锈性,鉴定其抗叶锈病基因对小麦抗叶锈病育种具有重要意义。在小麦苗期对36个含有已知抗叶锈病基因的对照品种和巨麦6号接种15个中国小麦叶锈菌小种进行抗叶锈病鉴定,推导巨麦6号中可能含有的抗叶锈病基因。以巨麦6号为抗病亲本与感病品种郑州5389进行杂交、自交获得F1、F2代群体,苗期利用叶锈菌小种FHBQ接种F2代群体进行抗叶锈病遗传分析。结果表明,巨麦6号中可能含有已知抗叶锈病基因Lr1,其抗叶锈性由1对显性的抗病基因控制。利用与Lr1共分离的STS标记WR003进一步检测F2单株DNA,结果显示,该标记与抗叶锈病基因共分离,进一步证实巨麦6号携带已知抗叶锈病基因Lr1。