東鄉(xiāng)野生稻基因漸滲系的DNA序列及甲基化變化研究.pdf

1、水稻是世界上重要的糧食作物,但遺傳基礎(chǔ)日漸狹窄限制了其產(chǎn)量的提高,通過遠(yuǎn)緣雜交實(shí)現(xiàn)野生資源的利用成為水稻遺傳改良的重要途徑。近年來(lái),雖然已有一些有關(guān)野生資源成功改良栽培種的報(bào)道,但在外源DNA漸滲過程中會(huì)出現(xiàn)廣泛的基因組遺傳和表觀遺傳變化,這些變化在一定程度上阻礙了野生優(yōu)異基因的成功利用。此外,這些遺傳和表觀遺傳上的不穩(wěn)定現(xiàn)象也會(huì)出現(xiàn)在天然物種形成過程中。因此,本研究利用本課題組已構(gòu)建好的東鄉(xiāng)野生稻-栽培稻漸滲系為材料,分析了239個(gè)B

2、C1F6漸滲系的遺傳變異和遺傳多樣性,并對(duì)BC1F9代中的優(yōu)異漸滲系進(jìn)行了 SSR、AFLP和McrBC酶消化法分析,旨在闡明高世代漸滲后代的基因組遺傳變異和甲基化變化分子機(jī)制,并為水稻遺傳改良和進(jìn)化進(jìn)程的研究提供理論依據(jù)。本研究主要結(jié)果如下:
　　(1)利用131個(gè)SSR引物對(duì)東鄉(xiāng)野生稻基因漸滲系的BC1F6漸滲群體進(jìn)行遺傳變異和遺傳多樣性分析,結(jié)果表明:漸滲后代在繼承大部分雙親基因組序列(純合或雜合條帶)的同時(shí),還表現(xiàn)出親本序

3、列丟失和新條帶出現(xiàn)的非孟德爾式變異;主成分分析法(PCA)和Structure軟件分析結(jié)果顯示漸滲后代大部分與回交親本協(xié)青早B(以下簡(jiǎn)稱“協(xié)B”,XB)聚在一起,少部分偏向于供體東鄉(xiāng)野生稻(以下簡(jiǎn)稱“東野”,DWR),并存在介于兩者之間的中間類型;漸滲后代的基因多樣性要高于栽培稻種,說明通過遠(yuǎn)緣雜交拓寬了栽培稻的遺傳基礎(chǔ)。
　　(2)利用131個(gè)SSR引物對(duì)東野基因漸滲系的BC1F9優(yōu)異漸滲后代進(jìn)行SSR分析,與 BC1F6漸滲群

4、體結(jié)果類似,BC1F9漸滲后代大部分位點(diǎn)(73.7％)均繼承回交親本XB的序列,少部分(17%)繼承供體DWR的序列。比較不同世代漸滲系的分析結(jié)果表明,部分東野DNA片段已整合到漸滲系中,且高世代漸滲系基因組基本趨于穩(wěn)定、純合。
　　(3)BC1F9優(yōu)異漸滲系的131個(gè)SSR引物和18對(duì)AFLP引物分析結(jié)果均表明,高世代漸滲后代基因組還表現(xiàn)出較高水平的序列變化,包括親本序列的丟失和新序列的出現(xiàn)。分析4對(duì)引物在漸滲系和東野中擴(kuò)增出的

5、21條東野特異序列,結(jié)果表明漸滲后代可擴(kuò)增出與東野相應(yīng)片段完全相同的序列,但主要表現(xiàn)出與東野片段的高度相似性,而發(fā)生的序列變異包括少數(shù)幾個(gè)堿基的轉(zhuǎn)換、顛換和增加。
　　(4)利用分布在12條染色體上的85對(duì)特異甲基化引物對(duì)McrBC酶酶切后的雙親和5個(gè)BC1F9優(yōu)異漸滲后代進(jìn)行甲基化水平和模式變化研究,結(jié)果表明，XB、DWR和漸滲后代都存在較高頻率的甲基化位點(diǎn)(分別為61.2%,44.3%和55.5%)。漸滲后代大部分繼承了XB的