普通小麦、斯卑尔脱小麦和密穗小麦基因组中SSR和EST-SSR分子标记的遗传差异研究

采用基因组微卫星SSR和EST-SSR分子标记,对28份普通小麦(Triticum vulgare)、13份斯卑尔脱小麦(T. spelta)和11份密穗小麦(T. compactum)群体内(间)的遗传差异进行了分析.结果表明,普通小麦群体内的多态性最高,斯卑尔脱小麦次之,密穗小麦最小.比较分析发现,不同类型材料群体间的平均遗传距离高于群体内的平均值,且在A,B和D三个染色体组上也具有相同的趋势.由于斯卑尔脱小麦和密穗小麦与普通小麦杂交一代育性正常,所以可望用来扩大小麦育种亲本之间的遗传差异,特别是丰富D染色体组上的遗传变异.与斯卑尔脱小麦相比,普通小麦和密穗小麦之间的遗传差异相对较小,说明两者之间存在更近的亲缘关系.在此基础上,又对六倍体小麦的起源和演化进行了分析与讨论.研究还发现,虽然EST-SSR揭示出的多态性低于基因组SSR,但也能很好地反映出不同基因型之间的遗传差异.由于EST-SSR标记是对基因组转录区域变异的直接评价,有可能与形态或生理生化特征联系起来.因此,EST-SSR标记是进行小麦遗传差异研究的一种理想标记形式.     

利用变性高效液相色谱（dHPLC）进行小麦等位基因差异表达分析

等位基因变异是生物体基因组中普遍存在的现象,也是物种进化和育种的重要基础．等位基因可以通过编码区的改变或者表达来影响基因的功能,因此研究等位基因的表达具有重要的生物学意义．由于小麦基因组的复杂性,造成等位基因的鉴定比较困难,这极大地制约了小麦等位基因表达研究的开展．利用CAU36和CAU328两个EST—SSR标记,结合变性高效液相色谱（dHPLC）分析技术,在35个小麦基因型中分别检测到4种和3种等位变异类型,并且以抽穗期的穗下节节间为材料,对其在4×6的小麦双列杂交组合杂交F1代中进行了表达分析．结果表明,这两个EST—SSR引物扩增的等位基因在多个组合中均存在显著的差异表达,且CAU36标记检测到的等位基因表达变化值与部分杂交种的株高之间存在显著的相关性．     

人工合成六倍体小麦（AABBDD）与亲本种之间基因组与基因区域的序列变异分析

为探讨六倍体小麦进化过程中基因组发生的变异,我们以两套不同世代（早代和高代）的人工合成六倍体及其母本（四倍体小麦,AABB）和父本（粗山羊草,DD）为材料,采用DNA—AFLP和SSCP方法分别对基因组与基因区域的序列变化进行了研究．结果发现,人工合成六倍体小麦基因组中来源于父本的条带发生丢失的数目更多,表明倍性较低的亲本（DD）基因组序列在多倍化过程中发生了更明显的变异,这与前人的研究结果一致．与DNA—AFLP结果相比较,采用SSCP方法检测到的变异比例明显较低,说明六倍体小麦进化过程中基因区域发生变异的频率较低,而DNA—AFLP检测到的丢失条带可能主要为非编码序列,特别是重复序列．分析还发现,有4个基因在杂交F1代就发生了变异,这说明这些基因变异是由于杂交引起的．生物信息学分析结果显示,在上述4个基因中,有3个位于2D染色体长臂上,并且位于相近的同一区域．本研究结果显示,在人工合成六倍体小麦进化过程中,基因区域的序列变异具有选择性,而不是随机的．