小麦GASA基因家族生物信息学分析

赤霉素调节的GASA（Gibberellic Acid-Stimulated in Arabidopsis）基因家族是植物特有的转录因子家族,在调控植物生长发育过程中起重要作用。关于小麦GASA基因家族全基因组分析的研究尚未见报道。为进一步探讨小麦GASA基因的功能,通过对小麦最新基因组数据进行分析,获得了35个TaGASA基因,命名为TaGASAs,根据染色体编号排列为TaGASA1~TaGASA35。结合公布的小麦品种Chinese Spring的基因组数据,采用生物信息学方法对其基因结构、染色体分布、蛋白结构、系统进化及表达谱进行了分析。结果表明,35个小麦TaGASA基因分布于除3A、4A、3B、3D染色体外的其余17条染色体上,基因编码长度为78~264个氨基酸的蛋白质,基因外显子数量从2个到7个不等;串联重复片段分析结果表明,片段复制和串联重复是小麦TaGASA家族基因扩张的主要模式;小麦TaGASA蛋白进化树和7种作物GASA基因的系统进化树表明,GASA基因分为4个类别,同一类之间的结构较为相似;小麦35个TaGASA基因家族成员含有10个motif,推测小麦TaGASA基因家族应都含有motif1、motif2和motif3。在13个组织器官中都检测到了35个TaGASA基因的转录本,不同组织器官中TaGASA基因的表达存在明显差异。     

云南小麦亚种和四个稀有小麦种的遗传关系

利用和小麦断穗基因有关联的8对SSR引物,探讨了云南小麦亚种和乌拉尔图小麦、粗山羊草、一粒小麦和圆锥小麦4个稀有小麦种及普通小麦亚种中国春之间的亲缘关系。结果表明,8对SSR引物在云南小麦亚种的37份材料中共检测到387条等位片段,每对引物扩增到35~71条,平均48.375条;在已报道的小麦断穗基因Br2、Br3、Br1、Brt和Br61所在的三个位点,即xgwm32-3AS、xgwm72-3BS和xgdm72-3DS上云南小麦都有很高的遗传多样性,3个位点的多态性信息含量(PIC)在0.7639～0.8713之间,多样性指数(I)为1.6097~2.2018;云南小麦同粗山羊草种的亲缘关系较远,与乌拉尔图小麦、一粒小麦和圆锥小麦种的关系较近,尤其和普通小麦亚种中国春的亲缘关系最近,但是,只有8份云南小麦和中国春被划分在同一组。     

小麦微卫星引物对多枝赖草基因组DNA扩增的研究

用227对小麦微卫星引物对多枝赖草基因组DNA进行PCR扩增，共有81对引物有扩增产物，占所用引物的35．7％。这81对小麦微卫星引物涉及101个微卫星位点，覆盖了小麦全部7个部分同源群。其中有76对引物可在多枝赖草和中国春及丰抗13问扩增出多态性标记。这说明多枝赖草虽然和普通小麦亲缘关系较远，但小麦SSR引物还是可以在多枝赖草上应用的，这不仅拓宽了小麦微卫星引物的使用范围，更重要的是为使用小麦微卫星引物对普通小麦与多枝赖草远缘杂交种质材料进行深入研究奠定了基础。     

小麦梭条花叶病抗性的遗传研究

本试验选用17个高抗品种、 9个高感品种随机组合进行杂交, 通过对F1、 F2和部分BC1、 BC2的抗感鉴定结果以及F3代的追踪分析, 研究了小麦品种对小麦梭条花叶病的抗性遗传规律。 结果表明, 小麦品种对小麦梭条花叶病的抗性为细胞核遗传, 这一性状受多对显性基因的控制, 不同品种含有其中的一对或两对或三对, 大多数品种     

小麦抗叶锈基因Lr24、Lr35的STS、SCAR标记在近等基因系(NILs)上的特异性验证

用一套分别含有不同抗叶锈基因的53个以Thatcher为遗传背景的近等基因系（near-isogeniclines,NILs）对已报道的分别与抗叶锈基因Lr24和Lr35连锁的STS、SCAR进行特异性验证。结果对于与Lr24连锁的STS标记,在53个NILs中只在TcLr24亲本中扩增出片段大小与报道相同的310bp的条带,在TcLr35中也扩增出了一条片段,但片段大小不同于310bp约为270bp。对于与Lr35连锁的SCAR标记,只在TcLr35亲本中扩增出片段大小为900bp的条带,与报道片段大小一致。验证结果表明与抗病基因Lr24和Lr35连锁的STS、SCAR分子标记在NILs中特异性都较好,进一步证明了这两个分子标记可方便地用于小麦抗叶锈基因Lr24、Lr35的分子标记辅助选择育种。     

伴生小麦的生物学和遗传学特性研究

摘要：调查研究了伴生小麦的生物学和其遗传特性,并应用A-PAGE方法对普通小麦和伴生小麦进行醇溶蛋白遗传分析。结果表明：伴生小麦植株高,茎杆细,分蘖多,分蘖成穗率高,叶片细长,穗粒数30-35粒左右,千粒重20-30g左右,种子休眠期通常比小麦长,伴生小麦为自花授粉作物,与小麦杂交能够结实,有42条染色体,醇溶蛋白遗传分析表明,伴生小麦属于普通小麦类型。     

王晓杰团队揭示活体营养型寄生真菌侵染植物的新途径

<正>近日,西北农林科技大学植物保护学院植物免疫研究团队在《自然—通讯》杂志上发表了题为《条锈菌效应蛋白靶定叶绿体抑制叶绿体功能》的研究论文。小麦条锈菌为活体营养专性寄生真菌,必须依附在活体小麦之上才能存活,因此不能在体外人工培养。且条锈菌缺乏稳定遗传转化体系,难以通过遗传学方法研究病菌的致病机理。小麦生长周期长,又是异源六倍体,遗传背景相当复杂,这无疑加大了小麦基础研究的难度。     

小偃系列小麦品种的HMW-GS和醇溶蛋白分析

为探讨小偃系列小麦品种的品质相关性状的遗传基础,为小麦品质改良和品种选育提供参考。采用SDS-PAGE和A-PAGE技术对14个小偃系列小麦品种的高分子量谷蛋白亚基（HMW-GS）和醇溶蛋白进行了研究。结果表明：14份小偃系列小麦品种共出现了7种亚基和5种亚基组合类型。Glu-A1位点,1亚基是主要亚基,其频率达85．7％;G1u-B1位点,7＋9亚基是主要亚基。其频率为50％;Glu-D1位点,2＋12是主要亚基,其频率高达92．9％。1,7＋9,2＋12是主要的亚基组合类型,其频率为35．7％;小偃系列小麦品种整体品质得分较高,为7．21。14个小偃系列小麦品种共检测到19条醇溶蛋白带型。平均13．6条;其遗传距离（GD）在0．23-0．59之间,当遗传距离为0．50时,14个品种可聚为4个大类,来源相同的品种,遗传相似性大。可以聚在一起。小偃系列小麦品种的高分子量谷蛋白亚基和醇溶蛋白的遗传变异较小。遗传基础较狭窄。     

国审小麦品种‘衡观35’中重要农艺性状控制基因的检测和分析

为了深入认识‘衡观35’重要农艺性状分子机理,通过基因功能标记或与基因紧密连锁的微卫星标记的检测,结合植株的田间表现,分析了国审小麦品种‘衡观35’含有的控制重要农艺性状的关键基因。结果表明,‘衡观35’含有1BL/1RS易位染色体,这与其丰产性和较广泛的生态适应性是一致的。‘衡观35’含2个隐性春化基因（vrn-A1和vrn-B1）和1个显性春化基因(Vrn-D1),表明其主要为冬性品种,抗寒性好,同时又具有春天早发和生长快的特点。‘衡观35’含有对光周期不敏感的Ppd-D1a基因,这与其具有早熟和可在多个生态区广泛种植的特性是一致的。‘衡观35’含Rht1、Rht2、Rht4和Rht8四个矮秆基因的分子标记,这可能其株高较低的重要遗传基础。‘衡观35’含有Pm4和Pm16基因的分子标记,在田间表现出较好的白粉病抗性。‘衡观35’含有YrTp2基因的分子标记,在田间上表现出较好的条锈病抗性。以上信息为深入认识‘衡观35’重要农艺性状分子机理提供了线索,对在未来小麦遗传改良中高效利用该品种的重要基因具有实用价值。     

小麦-黑麦代换系鉴定及其杂交诱导易位分析

小麦-黑麦易位系在小麦染色体工程中有重要的应用,由于黑麦是小麦的近缘种属,抗病、抗逆性强,具有许多优良性状基因,是改良小麦的重要基因库。代换系代换的是整条染色体,因此它的细胞学稳定,生活力强。因此,被鉴定出的小麦-黑麦易位系具有诸多优点,在经过田间筛选后可以直接用于生产。本研究应用C-分带和原位杂交的方法进行细胞学鉴定,鉴定出代换系4个,易位系2个,并对C-分带和原位杂交实验技术的主要影响因素也进行了探讨,这对小麦品种改良具有重要意义。     

利用六倍体小黑麦×普通小麦培育伴随易位的非整倍体

用核型和GiemsaC—带技术对六倍体小黑麦×普通小麦的杂种后代（F4）83C3796和83C3804混系今的非整倍体进行了分析。在74个随机抽样的细胞中，染色体数从35条到43条都有分布，比率分别是4．05％、5．40％、2．7O％、9．46％、9．46％、12．16％、12．16％、41．89％和2．70％．发生小麦染色体丢失的植株频率超过55．39％，2n－13植株出现的比率最低（占2．70％）．并从一般核型中观察到染色体游离片段和染色体“断裂一融合”过程．C一带分析观察到高频率的小麦一黑麦染色体易位，都属罗伯逊易位．易位包含了小麦的A、B、D组染色体和黑麦所有14条染色体臂，其中IRS易位频率最高（占48．3％），且全为纯合易位，其它易位染色体纯合的程度各自不同．研究中还观察到在一个细胞中有多个小麦一黑麦染色体易位共存的现象．文中还讨论了易位非整倍体在小麦育种上的利用问题。     

甘肃省小麦条锈菌流行小种的RAPD标记

本研究利用160条随机引物,对甘肃省小麦条锈菌(Puccinia striiformis f.sp.tritici)8个主要流行生理小种进行了RAPD片段的筛选,最终找到了4个流行生理小种条中32号、条中33号、Hybrid46-8号、shui-4的特异性RAPD标记,分别为S301、S19、S39、S36和S2140。结果表明:通过寻找小麦条锈菌生理小种的特异性RAPD片段,能从分子水平准确、快速检测小麦条锈菌各生理小种。     

我国小麦条锈菌对非小麦属植物的寄生专化性

供试的小麦条锈菌每一个中国生理小种都可以侵染多个非小麦属植物的种和属,并表现出与在小麦上相类似的寄生专化性。同一生理小种的寄生性,因供试植物的属,种或种内材料的不同而有差异。小麦条锈菌生理小种在小麦品种水平上的寄生范围,与在非小麦属植物属种水平上的寄生范围有关。     

长穗偃麦草（Agropyron elongatum,2n=14)与普通小麦间的多态性及E组染色体的特异RAPD标记

以普通小麦中国春、长穗偃麦草及其7个二体异附加系为材料,用26个10碱基随机引物进行随机扩增,以检测普通小麦与长穗偃麦草间的多态性并建立长穗偃麦草染色体特有的RAPD标记。实验结果表明:26个引物在中国春及长穗偃麦中共扩增出180条带,其中中国春121条,长穗偃麦草94条,二者相同的带只有35条,仅占19.44％,另外80.56％的带在二者间揭示了多态性,从分子水平揭示二者基因组间存在着较高水平的多态性。有三个引物OPE—05、OPF—03和OPF—15分别在两亲本间揭示了多态性,同时这一多态性带也分别出现于双二倍体及1E、3E染色体的附加系中,其片段大小分别为1300bp、700bp、400bp,因而OPE—05_(1300)、OPF—03_(700)和OPF—15_(400)分别是1E和3E染色体的特异RAPD标记,可以用来快速地跟踪鉴定1E和3E染色体并应用于偃麦草属的研究中。     

小麦-簇毛麦染色体代换系、易位系Ⅴ染色体RAPD标记筛选

利用105条S系列和100条Operon随机引物,对小麦一簇毛麦代换系(6V／6A)、两个易位系(6VS／6AL,6VS／6DL)及亲本簇毛麦(VV)、硬粒小麦(AABB)、栽培小麦(AABBDD)的多态性进行了筛选分析。80．95％的S系列引物扩增出了结果,且条带较清晰;在100条OP系列引物中均扩增出结果,条带清晰可见。从205个随机引物中发现,只有1个引物OPW03在含有簇毛麦V染色体的4个材料中均扩增出l条约570bp的谱带,而在栽培小麦和硬粒小麦中没有发现。因此,可以推测这个分子标记(OPW03—570)是位于簇毛麦V染色体短臂上的。     

提莫菲维小麦染色体的C-带分析

对提莫菲维小麦的根尖细胞染色体进行C-带分析,以明确提莫菲维小麦的染色体C-带带型特点。结果表明:提莫菲维小麦具有14对染色体,其染色体带型公式为:2 n=28=4 IT++4 IT++6 CIT++6 I+2 IT+2 CI+2 CIT+S+2 CIS,共包括98条带,其中长臂具有57条带纹,包括50条中间带(I),7条端带(T);短臂具有35条带纹,包括30条中间带(I),3条端带(T),2条随体带(S);另外还有着丝点带(C)6条。提莫菲维小麦G组染色体的异质化程度明显高于A组染色体,G组染色体的C-带带型与普通小麦B组染色体非常相似,因此G组染色体可能与B组染色体存在部分同源性。     

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‰。     

我国小麦的种及其变种

道罗费耶夫的研究指出,小麦属内有小麦亚属(19个种)和野生一粒亚属(8个种)。根据道罗费耶夫的原则,我国小麦可分为9个种和若干变种,其中六倍体种有普通小麦(变种127个)、密穗小麦(35个)、云南小麦(16个)、新疆小麦(7个)、西藏半野生小麦(23个),后3个种为我国所特有;四倍体种有圆锥小麦(19个)、硬粒小麦(11个)、波兰小麦(8个)、东方小麦(2个)。有的种和变种是近几年发现的。     

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。     

栽培模式可影响小麦条锈菌群体结构

<正>云南农业科技人员近年来对不同栽培模式(净栽和混栽)下采集的113份感染小麦条锈病的新鲜叶片,从罹病叶片中直接提取罹病组织的DNA,利用我国及云南省的5个小麦条锈菌主要流行小种(条中32,条中29,条中31,条中23和水源类型)特异的分子标记对小麦条锈菌生理小种进行分子检测,以明确不同栽培模式对小麦条锈菌群体结构的影响。