8个小麦花粉植株染色体组成的生化标记分析

生化标记系统作为一种快速、简便、有效的分析手段,近年来在小麦遗传研究中得到迅速发展.作为生化标记的同工酶及非同工酶形式的蛋白质,可以用来研究小麦族内染色体组间部分同源关系,分析小麦染色体组成以及探测小麦背景中异源遗传成分,从而分离和筛选遗传种质.黑麦染色体1R是小麦远缘杂交工作中应用最多的染色体,其具有与品质有关的胚乳蛋白基因,而巨兼具抗白粉和三锈的多个抗性基因.利用M27(1R/1D代换系)和小麦品种杂     

抗白粉病小麦-中间偃麦草(Thinopyrum intermedium,2n = 42)异附加系的选育及分子细胞遗传鉴定

利用中间偃麦草与普通小麦烟农15杂交，通过细胞学及白粉病人工接种，在杂交后代中鉴定筛选到了2个细胞学稳定的二体异附加系Ⅱ-1-7-1和Ⅱ-3-3-2，其根尖细胞染色体数为2n=44，花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ一般能形成22个二价体，与普通小麦杂交，F1PMCMⅠ一般出现1个单价体，利用白粉病15号菌种及混合菌种进行温室及田间抗病性鉴定表明它们对白粉病表现免疫，异附加系与小麦杂交F2单株染色体数及抗病性鉴定表明，抗性基因位于外源染色体上，以St和E基因组DNA为探针进行原位杂交发现，2个异附加系附加的染色体可能来自E染色体组，表明E染色体组的一对染色体携带一个新的抗白粉病基因。     

小麦-冰草附加系1•4重组P染色体对Ph基因的抑制作用

冰草属(Agropyron Gaertn.)的P组染色体被推测可能携带有抑制小麦Ph基因的遗传系统, 但是相关的研究很少. 本研究发现, 在小麦-冰草附加系Ⅱ-21-2(附加1•4重组P染色体)的减数分裂中存在染色体联会异常的现象. 对该附加系进行细胞遗传学和Ph1基因扩增等分析与检测, 结果表明附加系Ⅱ-21-2的Ph1基因扩增正常, 未见缺失; 小麦-冰草附加系Ⅱ-21-2减数分裂中期每个花粉母细胞出现六价体或四价体的数目分别为0.41和0.13, 而附加系受体小麦Fukuho减数分裂无染色体异常联会. 双色GISH/FISH检测表明, 附加系Ⅱ-21-2的P染色体不直接参与多价体的组成, 多价体为小麦自身染色体构成. 附加系Ⅱ-21-2的1•4重组P染色体能够抑制小麦Ph基因的作用, 从而引起小麦部分同源染色体之间的联会, 并造成包括小麦3B-3D等部分同源染色体之间的易位. 小麦-冰草附加系的P染色体促进小麦部分同源染色体联会的作用或特性在未来小麦的遗传改良中具有潜在应用价值.     

水稻单端体的获得及其分子细胞学鉴定

从籼稻品种中籼3037第1染色体短臂、第4染色体长臂及第11染色体长臂端三体的自交后代中, 选择形态性状出现明显变异但体细胞染色体数目仍为2n = 24的个体. 用水稻着丝粒特异的BAC克隆17p22为探针对有丝分裂早中期染色体进行荧光原位杂交(FISH)分析, 各筛选到了一单端体植株, 其体细胞中各含有一条端着丝粒染色体. 进一步分别以位于第1染色体短臂、第4染色体长臂及第11染色体长臂上的特异分子细胞学标记a0059H02, a0034E24及a0071H11为探针, 对以上3个单端体的有丝分裂早中期染色体及减数分裂粗线期的染色体进行荧光原位杂交分析, 证明这些变异株确为第1染色体短臂、第4染色体长臂和第11染色体长臂的单端体. 这些单端体的植株矮小, 结实率较低.     

普通小麦-大赖草染色体相互易位系T7DS•5LrL/ T5LrS•7DL的分子细胞遗传学研究

利用800R剂量⁶⁰Co-γ射线处理处于减数分裂期的普通小麦-大赖草二体异附加系DA5Lr的大孢子母细胞, 开花前去雄套袋, 授予普通小麦“中国春”的花粉. 对M1种子根尖细胞有丝分裂中期染色体进行GISH分析, 得到1株含有2条分别涉及5Lr长臂和短臂的易位染色体植株. 将其与二体附加系DA5Lr测交, 对测交后代中含有1条5Lr和2条易位染色体植株的花粉母细胞减数分裂行为进行分析, 在双线期观察到2条易位染色体和1条5Lr及1条小麦染色体联会成“十”字形构型, 中期Ⅰ形成“Z”字形或环状四价体, 表明这2条易位染色体为相互易位染色体. 染色体C分带结果显示, 易位涉及的小麦染色体可能为A组或D组染色体, 用pSc119.2和pAs1专化探针分别与其进行染色体荧光原位杂交, 易位染色体中的小麦染色体片段上显现出较强的pAs1(对D染色体组专化)杂交信号, 根据pAs1标准染色体分子核型, 结合C分带结果, 易位涉及的小麦染色体为7D, 相互易位染色体为T7DS•5LrL/ T5LrS•7DL. 该相互易位杂合体的配子传递分析表明, 2条相互易位染色体常常一起传递, 通过雌、雄配子的传递率分别为59.4%和83.9%, 表现出花粉优先传递特征. 在相互易位杂合体自交后代中, 除分离鉴定出相互易位纯合系之外, 还获得纯合易位系T7DS•5LrL, 该易位系对赤霉病有较好抗性, 为小麦赤霉病抗性改良提供了一种新种质.     

玉米、二倍体多年生类玉米及其杂交后代异染色质纽重复序列在染色体上的分布

利用组成玉米异染色质纽的180-bp重复序列和TR-1元件以及45S rDNA对二倍体多年生类玉米(Zea diploperennis Iltis Doebtey, DP)、玉米自交系F102及其远缘杂交后代的有丝分裂中期染色体进行了定位. 在DP中, 第1和4染色体的短臂以及第4和5染色体的长臂上的异染色质纽只有180-bp重复序列信号, 此外, 在第2和5染色体的短臂以及第2, 6, 7, 8和9染色体的长臂同时检测到180-bp重复序列和TR-1的信号. 在玉米自交系F102中, 180-bp重复序列信号出现在第7染色体短臂和第8染色体一个成员的长臂, TR-1信号是在第6染色体的随体上, 该玉米自交系中没有观察到双重复序列同时出现的现象. 两物种间, 180-bp重复序列和TR-1元件信号大小、数目和染色体分布存在多态性, 同一种内部分同源染色体之间具有异态性. 以这些细胞学标记为探针, 玉米和DP种间杂交后代得以鉴定. 180-bp重复序列和TR-1元件比较定位分析有助于了解玉米属基因组间的结构和进化关系.     

与Gm-6和Pi-5(t)连锁的栽培稻BAC克隆在药用野生稻中的FISH定位

用栽培稻遗传图第4连锁群中与抗稻瘿蚊和抗稻瘟病基因, Gm-6和Pi-5(t)连锁的RFLP标记RG214和RZ565及其筛选出来的2个BAC克隆作探针, 对药用野生稻荧光原位杂交. 供试探针均被定位于第4染色体长臂, 百分距分别为74.18±2.62, 52.33±3.78, 72.33±2.62和54.50± 5.43, 信号检出率为8.3%, 9.8%, 52.70%和61.2%. BAC克隆和RFLP标记探针杂交位置几乎一致, 说明在栽培稻和野生稻中RFLP标记RG214和RZ565都在同一BAC克隆的大插入片段中, 药用野生稻与抗性基因Gm-6和Pi-5(t)的同源顺序就在第4染色体信号出现的相应位置. 在未封阻的情况下, 药用野生稻多个染色体上具有信号, 这表明药用野生稻和栽培稻的Cot1DNA重复顺序也在一定的程度上具有同源性. 药用野生稻第4染色体是根据Jena等(1994)和RFLP杂交的结果确定的, 并讨论了栽培稻BAC克隆对药用野生稻原位杂交物理作图的可行性等问题.     

大豆根瘤中增强表达的WIP小多肽基因家族的分子鉴定

小肽分子是植物细胞分化、器官形成和生物防御的重要信号分子.通过分析大豆全基因组DNA序列,发现大量的基因编码小肽前体即小多肽分子.到目前为止,对这些小多肽分子的特征以及功能知之甚少.本文系统地分析了公共数据库中的大豆转录组数据,鉴定了212个在根瘤中增强表达的小多肽基因.其中79个基因属于38个多基因家族,而另外133个基因不属于任何基因家族.在38个基因家族中,有10个基因家族只出现在豆科植物中,另外28个也出现在模式植物拟南芥中.在大豆中,最大的一个基因家族是伤流诱导的小多肽(wound-induced small protein,WIP)基因家族,由38个成员组成,其中一半左右的基因在大豆固氮根瘤中增强表达.我们进一步分析了蒺藜苜蓿、百脉根、拟南芥和水稻中的WIP同源基因,发现部分基因也在根瘤中增强表达或者受病原菌诱导表达.二级结构分析显示,WIP小多肽前体均含有一个DUF3774结构域,其中包含2个跨膜疏水区域,多数分子具有N-端信号肽序列.我们选取了2个大豆WIP基因进行亚细胞定位分析,发现WIP小多肽定位于细胞膜上.有趣的是,34个大豆WIP基因成簇分布在3条染色体上,与目前发现的其他小多肽基因家族的分散分布(如CLE)完全不同.在6,12和13号染色体上分别分布有11,12和11个WIP基因.而在12号染色体上的WIP同源基因则位于13号染色体上,二者呈对应关系.而6号染色体上的WIP基因相互之间同源性最高,且只与12号染色体上的基因具有较高的同源性.因此,可以推测,在大豆基因组中WIP基因可能起源13号染色体,通过染色体复制扩散至12号染色体,再扩散到6号染色体.而在拟南芥和水稻基因组中,半数以上的WIP基因也分布在一条染色体上,且与大豆12和13号染色体上的WIP基因具有较高的同源性.因此,植物中WIP基因可能来源一个共同的祖先.     

作物抗旱生理性状遗传研究进展

用ＲＦＬＰ分子标记对作物抗旱性状的基因定位研究表明：小麦ＡＧＡ调节位点在５Ａ染色体长臂上,渗透调节由单隐性基因控制,位于７Ａ染色体的短臂上。水稻染色体３,７和８上有控制渗透调节基因位点,其中染色体８上的ＲＧ１位点最为重要。玉米染色体７上有控制气孔调节的重要位点,染色体３上有控制ＡＢＡ含量,叶片水势和叶片膨压以及根系拉力的位点变色本４和８上分别有控制胚根和须根数目的基因位点。番茄Ｂ,Ｆ和Ｑ３条染以体     

两个来源于野生稻的抗褐飞虱新基因的分子标记定位

选用抗源来自药用野生稻（Oryza offcinalis Wall)的抗褐飞虱品系B5为父本,与感虫品种台中本地1号（TN1）杂交,随机选取167个F2单株构成定位群体。运用RFLP技术,采用集团分离分析法（bulked segregant analysis,BSA),对水稻抗褐飞虱基因进行分子标记定位。于第3和第4染色体找到与抗褐飞虱基因连锁的RFLP标记。构建了连锁标记附近区域的RFLP遗传连锁图谱,对这两个抗位点进行了QTL（quantitative trait locus)分析,将这两个抗褐飞虱基因分别定位于第3染色体的G1318和R1925,第4染色体的C820和S11182之间。与已报道的水稻抗褐飞虱基因位点相比较,表明这两个抗褐飞虱基因是新的抗性位点。抗褐飞虱基因新位点的发现和分子标记的建立,为水稻抗虫分子标记辅助育种和抗褐飞虱基因克隆打下了良好基础。     

用QM染料制备Q带的简易方法

Q带自Caspersson以来,应用逐渐广泛,因其带型与G带本质上相似,Q带与G带相互交叉使用有利于染色体分析工作。在荧光镜下观察Q带、容易发现某些染色体特定位点上发出强的荧光,如Y染色体长臂远端荧光极亮、13号染色体长臂近端或远端可见有强荧光带,Q带的Y染色体长臂对性别鉴定有重要意义,另外,在男性慢粒与慢粒急变中ph~1染色体与     

水稻基因组中R类抗病基因同源序列的分离

应用聚合酶链式反应 (PCR)方法 ,我们从水稻中分离到 6种不同的与植物抗病基因 (R)同源的序列 .通过亲缘关系分析 ,将 6个序列分为两个亲缘关系组 .第一组含有一种序列 ,即Osh359- 1.该序列与其他水稻R基因的同源序列相比更接近于其他植物的R基因 ,并具有简单的基因组结构 .第二组包含其余的 5种水稻序列 ,其代表性序列为Osh359- 3.这组序列属于多基因家族 ,并且其成员在水稻基因组中紧密连锁 .     

蚕豆大M染色体长臂端部的显微切割与PCR扩增

染色体微切与微克隆技术由于可以在分子水平上对特定染色体区域进行基因定位和结构研究,因此,当Scalenghe首次在果蝇唾腺染色体上取得成功后,很快将这种技术应用于小鼠、人的染色体上.并利用该技术对染色体特定区域从分子水平上进行详细研究,并得到很多有价值的结果.我国对人类染色体微切与微克隆也已有报道,如:夏家辉等成功地构建了人类7号染色体专特性探针池和14个染色体区带特异性探针池。 但植物染色体的显微切割体外扩增与微克隆技术由于染色体同步化和制片困难与动物相比进展缓慢,目前只有在甜菜中与抗线虫有关染色体及Schondelmaier在大麦IHS染色体、Albani在小麦染色体上作过报道.我国则尚未开展这方面的研究。     

用微卫星标记定位一个未知的小麦抗条锈病基因

条锈病抗生鉴定和遗传分析表明，小麦品系Ｒ５５携带一个显性抗条锈病基因；用微卫星标记和Ｆ３分离群体分组分析法研究表明，该抗条锈病基因们于小麦１Ｂ染色体短臂上，与微卫星分子标记ＷＭＳ１１－１９３ｂｐ，ＷＭＳ１８－１８４ｂｐ紧密连锁，遗传距离均为１．９ｃＭ；据抗源的系谱、亲本抗性及基因位点分析，该基因来源于圆锥小麦，不同于已知的小麦抗条锈病基因，以ＰＣＲ为基础的微卫星标记可方便地用于小麦育种辅助选择。     

来自长穗偃麦草的抗小麦条锈病基因的定位

对一套小麦_长穗偃麦草二体代换系进行了条锈病抗性鉴定、抗性遗传和生化分析 .结果表明 ,长穗偃麦草携带有新的抗小麦条锈病基因 ,位于 3E染色体上 ,在小麦背景中呈显性遗传 ,暂定名为YrE .长穗偃麦草编码的酯酶_5结构基因位于 3E染色体上 ,暂命名为Est_E5 .F2 群体分析发现Est_E5与抗病基因YrE呈共分离 ,表明Est_E5是检测 3E染色体及其携带的抗条锈病基因较理想的生化标记位点 .单体代换系 3A/3E和 3D/3E中 3E染色体通过自交的传递率显著高于 3B/3E中 3E通过自交的传递率 ,可能与E基因组和小麦A ,B ,D基因组的遗传分化程度有关 .     

来自长穗偃麦草的抗小麦条锈病基因的定位

对一套小麦－长穗偃麦草二体代换系进行了条锈病抗性鉴定，抗性遗传和生化分析，结果表明，长穗偃麦草携带有新的抗小麦条锈病基因，位于３Ｅ染色体上，在小麦背景中呈显性遗传，暂定名为ＹｒＥ，长穗偃麦草编码的酯酶－５结构基因位于３Ｅ染色体上，暂命名为Ｅｓｔ－Ｅ５．Ｆ２群体分析发现Ｅｓｔ－Ｅ５与抗病基因ＹｒＥ呈共分离，表明Ｅｓｔ－Ｅ５是检测３Ｅ染色体及其携带的抗条锈病基因较理想的生化标记位点。     

水稻三角颖突变体tri1的遗传分析与基因克隆

籽粒形状与大小是影响水稻产量和品质的重要因素. 本研究在经⁶⁰Co-γ射线辐射粳稻品种台北309的后代中分离获得一个三角颖突变体tri1(triangular hull 1). 与野生型相比, tri1籽粒颖壳呈三角形, 粒厚增加, 蛋白质含量升高, 株高和千粒重降低. 遗传分析表明, 该突变性状能稳定遗传, 受一对隐性核基因控制. 采用图位克隆法将目的基因精细定位于水稻第1染色体长臂上分子标记CHR0122与CH0127之间, 物理距离约47 kb, 并与分子标记CHR0119共分离. 在该区域内共有6个候选基因, 测序分析表明tri1突变体中一个释义基因OsMADS32的第3外显子内缺失了一个碱基A, 导致移码突变和翻译提前终止; RT-PCR分析表明, OsMADS32主要在水稻幼穗中表达, 在根、茎、叶和发育的种子等组织中的表达量极低, 说明OsMADS32基因与花的发育与关. 据此, 推测OsMADS32基因可能为TRI1的候选基因.     

水稻相互易位系的易位点鉴定

水稻染色体易位系是研究染色体畸变、基因定位及易位连锁群的材料。Sato等利用粗线期分析法,研究了易位连锁群的细胞学图谱。然而,水稻的染色体序号、连锁群、易位连锁图及三体额外染色体缺乏对应关系,有必要确定Nishimura和Iwata易位系的易位断点及其与按染色体绝对长度编号的命名体系间的关系。本文以9个水稻染色体杂合易位系为材料,旨在鉴定易位点及牵涉的易位染色体片段。     

抗赤霉病普通小麦-大赖草端二体代换系7Lr#1S(7A)的选育及减数分裂行为分析

大赖草对赤霉病具有较好的抗性,将大赖草赤霉病抗性基因转入普通小麦,对拓宽小麦赤霉病抗性基础有重要意义.本研究在获得抗赤霉病普通小麦-大赖草异附加系基础上,采用1200R60Co-γ射线处理小麦-大赖草单体附加系MA7Lr花粉,授予已去雄的绵阳85-45.经分子细胞学鉴定,从M1中得到了大赖草7Lr#1S端体植株,从其自交后代中选育出一对7Lr#1S端着丝粒染色体代换了1对7A染色体的端二体代换系.筛选出共显性EST-SSR分子标记-CINAU31.对该代换系花粉母细胞减数分裂期染色体进行分子原位杂交和染色体配对分析,MⅠ的染色体构型为17.50IIW 2.19IIW 0.42II7Lr#1S 1.08Ⅰ7Lr#1S 0.69ⅠW,2条端着丝粒染色体在MⅠ配成二价体的花粉母细胞PMC占观察总数的59.7%.在后期Ⅰ和末期Ⅰ端着丝粒染色体7Lr#1S常出现特殊的染色体行为,可观察到2条端着丝粒染色体移向一极、端着丝粒染色体落后、端着丝粒染色体的姊妹染色单体提前分离等方式,从而产生了3种不同类型的四分体,且在一些四分体中有数目不等的微核出现.但由于端二体代换系产生的7Lr#1S雌雄配子有较高的传递率,保证了该端二体代换系较好的遗传稳定性,其自交后代中84%的植株为端二体代换.两年大田、温室赤霉病接种鉴定,对赤霉病表现出较高的抗性,表明该端着丝粒染色体携有赤霉病抗性的主效基因.因此,端二体代换系可作为外源基因定位、功能分析、端体细胞学行为研究的良好材料,同时也可作为进一步创造小片段易位的重要资源.     

不连续的结构基因——卵白蛋白基因分成三段

人们向来认为,氨基酸的遗传密码连续不断地并列起来以构成基因的实体。但是近来发现一些新情况,如在基因实体中间插入与氨基酸编码无关的DNA,基因分成几段分散存在于染色体的不同位置上,等等。法国全国科学研究中心所属分子遗传学研究所的布里施纳奇(R.Breathnach)等人研究的鸡卵白蛋白基因即其一例。他们为从染色体上把此基因分离出来:(1)先从鸡输卵管细胞分离出来卵白蛋白的mRNA,以此为模板通过反转录酶合成~(32)P—cDNA(互补DNA);(2)继从输卵管细胞提取总DNA,