簇毛麥染色體分子核型及染色體結(jié)構(gòu)變異體庫的構(gòu)建.pdf

1、簇毛麥（Haynaldia villosa L.）是小麥的一個(gè)野生近緣種，抗白粉病、銹病、全蝕病、眼斑病及黃花葉病等多種病害，同時(shí)還兼有抗寒耐旱、分蘗力強(qiáng)、密穗多花、籽粒蛋白質(zhì)含量高等特性，是小麥遺傳改良的優(yōu)良基因源。為了定位、轉(zhuǎn)移和利用簇毛麥的有益基因，本研究以硬粒小麥-簇毛麥雙倍體花粉輻射的回交自交后代為材料，首先利用基因組原位雜交篩選小麥背景中只存在一種形式的簇毛麥染色體結(jié)構(gòu)變異體，而后利用簇毛麥各條染色體的特異分子標(biāo)記對(duì)這些結(jié)構(gòu)

2、變異體的身份進(jìn)行鑒定，以此構(gòu)建“普通小麥-簇毛麥染色體結(jié)構(gòu)變異體庫”。
　　 第一部分:普通小麥-簇毛麥二體異附加系的選育與鑒定
　　 目前國際上有2套完整的簇毛麥二體異附加系，其簇毛麥來源與本研究所用的簇毛麥不同，農(nóng)藝性狀或優(yōu)異特性也具有一定的差異。本研究在（中國春/硬粒小麥-簇毛麥雙倍體（60Co-γ射線照射花粉）∥中國春）的雜交回交后代中，應(yīng)用基因組原位雜交和分子標(biāo)記分析技術(shù)，從BC3F2和BC4F2代中選育并鑒定

3、出分別涉及簇毛麥7條染色體的純合二體附加系，花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂中期Ⅰ染色體構(gòu)型觀察表明添加的一對(duì)簇毛麥染色體配對(duì)成環(huán)狀或棒狀二價(jià)體。利用選育鑒定的一套普通小麥-簇毛麥二體異附加系可以定位簇毛麥的優(yōu)異基因。
　　 第二部分:簇毛麥染色體分子棱型的建立
　　 對(duì)導(dǎo)入普通小麥背景中的簇毛麥染色體或染色體片段的準(zhǔn)確鑒定是利用簇毛麥優(yōu)異基因的前提。本研究旨在利用2個(gè)重復(fù)序列(pSc119.2、pAs1)和2個(gè)rDNA多基因家族(4

4、5S rDNA、5S rDNA)作為探針建立二倍體簇毛麥(VV,2n=14)染色體的分子核型，以用于鑒定小麥背景中的簇毛麥染色體或染色體片段。熒光原位雜交結(jié)果顯示45S rDNA和5S rDNA分別只在簇毛麥1VS和5VS上有雜交信號(hào)，可分別作為1VS和5VS的細(xì)胞學(xué)標(biāo)記;pSc119.2在簇毛麥7條染色體上都有雜交信號(hào)，信號(hào)分布于染色體的末端或亞末端，但有2對(duì)染色體只在短臂上有雜交信號(hào)，其信號(hào)的分布可區(qū)分簇毛麥全部7條染色體;pAs1

5、在簇毛麥7條染色體上也都有雜交信號(hào)，信號(hào)較為豐富，分布于染色體的末端、亞末端、中部和著絲粒區(qū)域。利用2個(gè)重復(fù)序列pSc119.2、pAs1和2個(gè)rDNA多基因家族45S rDNA、5S rDNA對(duì)一套簇毛麥二體附加系進(jìn)行熒光原位雜交分析，建立了由4種重復(fù)序列作探針的簇毛麥染色體分子核型。
　　 第三部分:簇毛麥染色體結(jié)構(gòu)變異體庫的構(gòu)建
　　 別同德和曹亞萍先后利用60Co-γ射線照射硬粒小麥-簇毛麥雙倍體即將成熟的花粉，

6、然后授給已去雄的普通小麥中國春，在M1代即用基因組原位雜交檢測到大量的簇毛麥染色體結(jié)構(gòu)變異，并且大多數(shù)結(jié)構(gòu)變異體能在后代中穩(wěn)定傳遞。為獲得盡可能多的結(jié)構(gòu)變異體，我們首先利用基因組原位雜交篩選在小麥背景中只含有一種類型簇毛麥染色體結(jié)構(gòu)變異的變異體，目前已篩選到140份結(jié)構(gòu)變異體，其中小片段易位41份、大片段易位32份、整臂易位44份、缺失18份和簇毛麥插入型易位5份;隨后在這些結(jié)構(gòu)變異體的自交后代中，鑒定出了30份純合體，包括小片段易位7

7、份、大片段易位9份、整臂易位10份、缺失2份及簇毛麥插入型易位2份。
　　 為了更有效地鑒定這些簇毛麥染色體結(jié)構(gòu)變異體，我們對(duì)簇毛麥的特異標(biāo)記進(jìn)行了加密，在選取的1576對(duì)引物中，共篩選到89個(gè)簇毛麥染色體特異標(biāo)記，其中1V特異標(biāo)記有2個(gè)、2V特異標(biāo)記有14個(gè)、3V特異標(biāo)記有8個(gè)、4V特異標(biāo)記有8個(gè)、5V特異標(biāo)記有41個(gè)、6V特異標(biāo)記有2個(gè)及7V特異標(biāo)記有14個(gè)。由于本實(shí)驗(yàn)室缺少涉及3V和7V的端體或整臂易位材料，我們利用pSc

8、119.2和pAs1對(duì)2個(gè)端體和2個(gè)整臂易位材料進(jìn)行雙色熒光原位雜交分析，再與標(biāo)準(zhǔn)的簇毛麥染色體分子核型比較，結(jié)果表明單株TV60-1-8-27和TV60-1-8-18分別是3V的短臂和長臂的端體，單株TV54-5-5-22和TV54-5-5-21分別是7V短臂和長臂的整臂易位，利用這幾個(gè)非整倍體材料我們將3V和7V染色體的特異標(biāo)記定位到相應(yīng)的染色體臂上，其中8個(gè)標(biāo)記被定位到3VS上、1個(gè)標(biāo)記被定位到3VL上;另外11個(gè)標(biāo)記被定位到7V

9、S上、7個(gè)標(biāo)記被定位到7VL上。
　　 最后利用現(xiàn)有的分布于簇毛麥各條染色體上的124個(gè)特異標(biāo)記，對(duì)這些結(jié)構(gòu)變異體所涉及的簇毛麥的身份及變異區(qū)段進(jìn)行了鑒定。目前，我們明確了67個(gè)結(jié)構(gòu)變異體所涉及的簇毛麥染色體身份及變異區(qū)段，其中涉及1V的有8個(gè)、2V的有11個(gè)、3V的有5個(gè)、4V的有10個(gè)、5V的有9個(gè)、6V的有13個(gè)及7V的有11個(gè)，這些結(jié)構(gòu)變異體涉及了簇毛麥不同的染色體區(qū)段，在此基礎(chǔ)上初步構(gòu)建了“普通小麥-簇毛麥染色體結(jié)構(gòu)變