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普通小麦、斯卑尔脱小麦、密穗小麦和轮回选择后代材料ISSR分子标记遗传差异研究

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Acta Genetica Sinica 2002年第5期29卷 445-452页

作者：杜金昆姚颖垠倪中福彭惠茹孙其信中国农业大学植物遗传育种系北京100094

首次采用ISSR(Inter SimpleSequenceRepeat)分子标记 ,对我国北方冬麦区普通小麦 (14份 )、斯卑尔脱小麦 (10份 )、密穗小麦 (11份 )和一批以外源小麦为主要血缘的优良轮回选择后代 (12份 )共 4 7份材料进行了遗传差异研究 ,以探讨拓宽... 详细信息

首次采用ISSR(Inter SimpleSequenceRepeat)分子标记 ,对我国北方冬麦区普通小麦 (14份 )、斯卑尔脱小麦 (10份 )、密穗小麦 (11份 )和一批以外源小麦为主要血缘的优良轮回选择后代 (12份 )共 4 7份材料进行了遗传差异研究 ,以探讨拓宽杂交小麦育种亲本遗传基础的途径 ,并分析利用ISSR分子标记构建小麦杂种优势群的可行性。所用 11个ISSR引物在 4 7份材料中共扩增出 2 38条带 ,其中 2 0 8条具有多态性 ,占总数的 87.4 %。每个引物可以扩增出 11～ 38条多态性带 ,平均为 18.8条。比较分析发现 ,不同类型材料群体内的ISSR多态性都很高 ,其中以普通小麦最高 (80 .3% ) ,轮回选择后代次之 (78.7% ) ,斯卑尔脱小麦 (75 .0 % )和密穗小麦 (74 .9% )相对较小。遗传距离(GD)计算结果表明 ,不同类型材料群体间的平均遗传距离在 0 .3115～ 0 .344 2之间 ,明显高于不同类型材料群体内的GD平均值 (0 .2 35 1～ 0 .2 74 3) ,特别是轮回选择后代材料与普通小麦、斯卑尔脱小麦和密穗小麦之间也具有较大的遗传差异 ,平均遗传距离分别为 0 .32 17、0 .32 5 6和 0 .3198。聚类结果显示 ,普通小麦、斯卑尔脱小麦、密穗小麦和轮回选择后代材料明显划分为 4大不同类群。斯卑尔脱小麦、密穗小麦及以外源小麦 (含国内 )

关键词：普通小麦斯卑尔脱小麦密穗小麦轮回选择后代 ISSR分子标记遗传差异杂种优势群

密穗小麦(Triticum compactum Host.)α-醇溶蛋白基因5'上游调控区序列分析

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西南农业学报 2012年第3期25卷 755-760页

作者：舒晓霞王耀东成都农业科技职业学院四川温江611130 山西海博瑞丰实业有限责任公司山西运城044000

本文根据已报道的α-醇溶蛋白基因5'上游调控区和编码区的保守序列,设计特异性引物,以5份密穗小麦DNA为模板,用PCR克隆的方法获得了51条α-醇溶蛋白基因5'上游调控区序列。对长度大于380 bp的19条序列进行了分析,发现19条序列均含有与... 详细信息

本文根据已报道的α-醇溶蛋白基因5'上游调控区和编码区的保守序列,设计特异性引物,以5份密穗小麦DNA为模板,用PCR克隆的方法获得了51条α-醇溶蛋白基因5'上游调控区序列。对长度大于380 bp的19条序列进行了分析,发现19条序列均含有与基因表达相关的重要调控元件,包括胚乳基序元件TGTAAAG、GCN4类似元件ATGAGTCAT、CAAT框、AAA G基序、TA-TA框、GCN4类似基序ATGAC(T)GATCAT以及CAC-box,同时在序列中出现了AACA元件。序列比对表明,密穗小麦与普通小麦和乌拉尔图小麦α-醇溶蛋白5'上游调控区存在较为丰富的变异,遗传差异较大。对各序列的5'上游调控区进行聚类分析,结果发现基于调控区序列不能完全区分材料的种属,同时根据已知染色体位置的序列,可以看出上游调控区序列并未表现出染色体特异性。

关键词：密穗小麦 α-醇溶蛋白基因克隆上游调控区序列分析

密穗小麦(Triticum compactum)Glu-1位点亚基组成分析

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西北农业学报 2005年第6期14卷 25-29页

作者：张小英郭志富魏育明郑有良四川农业大学小麦研究所四川都江堰611830

采用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)对来自21个国家的50份密穗小麦Glu-1位点亚基组成进行了鉴定与分析。结果表明,在3个位点共检测到15种不同的亚基类型,21种组合形式。其中, 以2*,7+8,2+12和N,7+8,2+12组合为主,各占22％... 详细信息

采用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)对来自21个国家的50份密穗小麦Glu-1位点亚基组成进行了鉴定与分析。结果表明,在3个位点共检测到15种不同的亚基类型,21种组合形式。其中, 以2*,7+8,2+12和N,7+8,2+12组合为主,各占22％和16％。在各位点等位变异中,Glu-B1位点变异类型最多,共10种,以7+8(42％)、20(20％)和21(12％)为主。Glu-Al和Glu-D1位点各有3种和2种等位变异,分别以N(50％)和2+12(88％)为优势亚基。更为重要的是选出一些具有优质亚基的材料,其中1份材料亚基组合为(1、7+8、5+10),品质评分达到满分(10分)可供小麦遗传改良。

关键词：密穗小麦高分子量谷蛋白亚基遗传变异

密穗小麦穗密度调控基因C的精细定位及候选基因预测

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密穗小麦穗密度调控基因C的精细定位及候选基因预测

作者：苏家璇南京农业大学

学位级别：硕士

小麦穗型是由穗密度、穗长、小穗数、穗分枝和穗粒数等穗部性状共同决定,与小麦产量密切相关。穗密度是小麦穗型性状之一,反映小穗间或穗轴节间的长度,穗密度=总小穗数/穗长。小麦穗密度性状调控包括主效基因和微效基因,目前尚未见小麦... 详细信息

小麦穗型是由穗密度、穗长、小穗数、穗分枝和穗粒数等穗部性状共同决定,与小麦产量密切相关。穗密度是小麦穗型性状之一,反映小穗间或穗轴节间的长度,穗密度=总小穗数/穗长。小麦穗密度性状调控包括主效基因和微效基因,目前尚未见小麦穗密度基因或数量性状位点（Quantitative trait locus,QTL）克隆报道,其调控机制也不明了。克隆小麦穗密度调控基因、研究其调控机理,对于小麦产量性状基础研究和育种改良有重要意义。前人构建了扬麦158和密穗小麦（Triticum aestivum ***,此后简写为***）为亲本、包含241个F株系的重组自交系（Recombinant Inbred line,RIL）群体,利用该群体对11个穗部性状进行QTL扫描,在三个环境下共检测到1B、2D和6A染色体上4个稳定的穗密度QTL（***-1B.1、***-2D.1、***-2D.2和***-6A.1）,其中定位于2D染色体362.91-406.29Mb物理区间内的增加穗密度***-2D.1即为密穗小麦的C基因。本研究基于以上工作基础,利用RIL群体中一个极端密穗家系LSP10（携带C和***-2D.2）,分别与RIL群体中一个极端疏穗家系LSP20（不携带上述4个QTL）以及小麦品种扬麦16、扬麦25杂交,配置了三个F次级分离群体,结合利用（扬麦158×密穗小麦）F RIL群体剩余杂合系衍生的分离群体,精细定位C基因;在比较密穗小麦和普通小麦品种扬麦158的穗部发育进程基础上,选择关键差异时期进行RNA-seq,初步分析C的调控通路,并预测定位区间内的候选基因。取得的主要研究结果如下:1、密穗小麦穗密度基因C的定位:对（扬麦158×密穗小麦）FRIL群体利用55K SNP芯片进行基因分型,根据分析结果和前期C基因定位结果,在C基因定位区间（2D染色体362.91-406.29Mb区域）开发并筛选出10个多态标记（3个SNP标记、7个SSR标记）;对3个F分离群体（LSP10×LSP20的368个单株、LSP10×扬麦16的198个单株和LSP10×扬麦25的共231个单株）以及（扬麦158×密穗小麦）F RIL群体剩余杂合系衍生的分离群体（840个单株）进行标记分析,共筛选到58个交换单株,由此将C定位在标记SSR8和SSR14间,对应于中国春参考基因组375.53-381.53Mb的物理位置,物理距离为6.00Mb,该区间共有62个注释基因。2、利用RNA-seq分析C基因调控穗密度的分子通路:分别在雌蕊柱头突起期、羽毛伸长期、灌浆期和乳熟期,选取（扬麦158×密穗小麦）FRIL群体极端疏穗家系和极端密穗家系构建幼穗极端疏穗池和极端密穗池,进行RNA-seq,对各时期的两个极端池中的差异表达基因进行GO富集分析和KEGG Pathway富集分析,发现C对穗密度的调控可能涉及MYB44转录因子参与的ABA激素信号转导途径。3、C基因候选基因的预测及克隆:结合定位区间注释基因的的功能注释及转录组测序中的表达特征,选择其中10个基因作为候选基因,在密穗小麦中克隆并将测序序列与已公布的中国春及10+基因组的参考序列比对,发现密穗小麦的7个基因（TraesCS2D02G286300、TraesCS2D02G286900、TraesCS2D02G294100、TraesCS2D02G301300、TraesCS2D02G309300、TraesCS2D02G308900和TraesCS2D02G309500）的编码区及启动子区均与扬麦158、中国春、Fielder及10+基因组参考序列无差异;密穗小麦的两个基因与其他小麦品种有差异,其中TraesCS2D02G302400起始密码子上游第679个碱基处特异存在A-G的SNP,TraesCS2D02G308700起始密码子上游第3524个碱基处特异存在G-T的SNP;扬麦158中TraesCS2D02G309400的第一个外显子相较于密穗小麦及10+基因组的参考序列,存在8个碱基的缺失。4、密穗小麦穗密度突变体创制和鉴定:利用EMS处理密穗小麦干种子,在280个M代家系中,根据穗密度表型发现58株疑似突变体;利用1A至7D的SSR标记（每条染色体各两个标记,共计42个SSR分子标记）和C定位区间（375.53-381.53Mb）内的三个SSR分子标记（SSR8、SSR180和SSR14）进行背景鉴定发现,其中来自27个家系的40个单株为密穗小麦背景的穗密度突变体。

关键词：穗密度密穗小麦 C基因遗传定位转录组

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密穗小麦种子贮藏蛋白及主要农艺性状分析

密穗小麦种子贮藏蛋白及主要农艺性状分析

作者：张小英四川农业大学

学位级别：硕士

本文利用APAGE和SDS-PAGE技术分析了不同来源的密穗小麦贮藏蛋白的遗传多样性，并对主要农艺性状和蛋白质含量进行了检测，主要研究结果如下： 1．采用酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳(Acid polyacrylamide gel electrophoresis，A-PAGE)技... 详细信息

本文利用APAGE和SDS-PAGE技术分析了不同来源的密穗小麦贮藏蛋白的遗传多样性，并对主要农艺性状和蛋白质含量进行了检测，主要研究结果如下： 1．采用酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳(Acid polyacrylamide gel electrophoresis，A-PAGE)技术检测到70份密穗小麦醇溶蛋白位点具有丰富的遗传变异。共分离出54条不同迁移率的谱带。其中，仅2条带为所有材料共有，其余52条(96.3％)带均具有不同程度的多态性。70份供试材料共有69种不同的醇溶蛋白带型。每份材料可分离出14～29条带，平均为22条。供试材料的醇溶蛋白带在α、β、γ和ω四个区均存在着差异，各得到12、9、10和23条带，分别有36、27、37和63种变异类型。只有2份材料未能通过APAGE技术被区分开。 2．根据醇溶蛋白带型数据，利用NTSYS2.1软件按Nei & Li(1979)的方法计算了70份密穗小麦材料间的遗传相似系数(GS)，供试密穗小麦材料间的平均遗传相似系数为0.655，具有较大变异辐度(0.324～1.000)，说明密穗小麦种内存在丰富的遗传变异类型。同时，供试材料间的醇溶蛋白遗传相似系数按UPGMA法进行聚类，发现多数地理来源相同的材料聚为一类或一个亚类，揭示出密穗小麦材料间的遗传关系与其地理分布有一定相关性。 3．利用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(Sodium Dodecyl Sulphate-Polyacrylamide Gel Electrophoresis简称SDS-PAGE)方法鉴定和分析了63份密穗小麦高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)组成，结果表明供试密穗小麦在三个位点共检测到15种不同的HMW-GS，每份材料可分离出3～5种。亚基组成类型较为丰富，共24种。其中2、7+8、2+12，N、7+8、2+12组合类型较多，各占17.46％。其次为N、20、2+12，2、20、2+12和N、21、2+12组合，

关键词：密穗小麦醇溶蛋白高分子量谷蛋白亚基遗传多样性蛋白质农艺性状相关分析

小麦种间杂种优势研究: Ⅰ.普通小麦与斯卑尔脱小麦及密穗小麦种间杂种产量和品质优势

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中国农业大学学报 2002年第1期7卷 47-53页

作者：窦秉德孙其信倪中福吴利民孟凡荣刘保申中国农业大学作物学院北京100094

以6个普通小麦为母本,5个斯卑尔脱小麦和5个密穗小麦为父本配制6×10种间NCⅡ双列杂交组合,对其杂种F1的产量及品质性状进行了研究.结果发现:小麦种间杂种在产量上具有明显的杂种优势,其中斯卑尔脱小麦与普通小麦所配的30个种间杂交组... 详细信息

以6个普通小麦为母本,5个斯卑尔脱小麦和5个密穗小麦为父本配制6×10种间NCⅡ双列杂交组合,对其杂种F1的产量及品质性状进行了研究.结果发现:小麦种间杂种在产量上具有明显的杂种优势,其中斯卑尔脱小麦与普通小麦所配的30个种间杂交组合产量杂种优势平均为109.24%(43.14%～187.96%),单株穗数及千粒重平均优势较大且与产量优势的相关分别达极显著水平和显著水平;密穗小麦与普通小麦所配的30个种间杂种的杂种优势为77.19%(-2.18%～143.42%),单株穗数和主穗粒数优势较大且与产量优势的相关均达极显著水平.种间杂种的品质指标中籽粒硬度大多降低,但农大3226所配组合均具正向优势,密穗小麦所配种间杂种籽粒蛋白质含量及湿面筋含量低于普通小麦.但是种间杂种沉淀值的杂种优势比较普遍.认为,种间杂种的品质性状在一些组合中比普通小麦有所提高.

关键词：小麦种间杂种优势普通小麦斯卑尔脱小麦密穗小麦产量品质

普通小麦、斯卑尔脱小麦和密穗小麦中y型高分子量谷蛋白亚基基因的多态性

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中国农业科学 2002年第10期35卷 1171-1176页

作者：倪中福张义荣梁荣奇刘广田孙其信中国农业大学植物遗传育种系中国农业大学植物遗传育种系北京100094

采用PCR方法对普通小麦、斯卑尔脱小麦及密穗小麦在Glu A1、Glu B1和Glu D1位点上 y型高分子量谷蛋白亚基基因的多态性进行了分析。研究结果显示 ,y亚基基因在分子水平上的多态性与SDS PAGE分析结果完全吻合 ,其中以Glu B1位点上的遗传... 详细信息

采用PCR方法对普通小麦、斯卑尔脱小麦及密穗小麦在Glu A1、Glu B1和Glu D1位点上 y型高分子量谷蛋白亚基基因的多态性进行了分析。研究结果显示 ,y亚基基因在分子水平上的多态性与SDS PAGE分析结果完全吻合 ,其中以Glu B1位点上的遗传变异类型最多。研究还发现 ,针对y亚基基因重复区域设计的特异引物能够将Glu 1Dy12和Glu 1Dy10亚基明显区分开来。由于Glu1 Dx5与Glu 1Dy10亚基及Glu 1Dx2与Glu 1Dy12亚基紧密连锁 ,因此可以利用该引物进行优质亚基的分子标记辅助选择工作

关键词： y型高分子量谷蛋白亚基遗传多态性普通小麦斯卑尔脱小麦密穗小麦

密穗小麦α-醇溶蛋白基因5’上游调控区及编码区序列分析

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密穗小麦α-醇溶蛋白基因5’上游调控区及编码区序列分析

作者：舒晓霞四川农业大学

学位级别：硕士

本文根据已报道的α-醇溶蛋白基因5’上游调控区和编码区的保守序列,设计特异性引物,采用PCR克隆的方法,对密穗小麦α-醇溶蛋白基因5’上游调控区及编码区序列进行克隆测序与分析,其主要结果如下: 1.从5份密穗小麦材料PI566594、PI2... 详细信息

本文根据已报道的α-醇溶蛋白基因5’上游调控区和编码区的保守序列,设计特异性引物,采用PCR克隆的方法,对密穗小麦α-醇溶蛋白基因5’上游调控区及编码区序列进行克隆测序与分析,其主要结果如下: 1.从5份密穗小麦材料PI566594、PI269250、PI191874、PI159101和PI352302中克隆到41条α-醇溶蛋白基因编码区部分序列。其中,从材料PI566594中得到11条,从材料PI269250中得到11条,从材料PI191874中得到4条,从材料PI159101中得到3条,从材料PI352302中得到12条。进一步分析表明,所有序列均具有典型的α-醇溶蛋白基因结构,即包括信号肽、重复区、多聚谷氨酰胺区Ⅰ、特征区Ⅰ、多聚谷氨酰胺区Ⅱ和特征区Ⅱ。而且所有序列均包括有毒性序列PSQQQP。有25条序列中出现了提前终止密码子,占总数的61%,且主要出现在重复区和多聚谷氨酰胺区,密码子中CAG突变成TAG的频率最高。重复区均有一致的重复单元PQPQPFP和PQQPY,并出现了LPYPQPQ重复单元,重复区主要差异在于重复单元LPYPQPQ在不同基因出现频率不同。所有序列的两个多聚谷氨酰胺区除谷氨酰胺外还有其余氨基酸出现,密码子大多是第1个碱基的替换。除序列PI269250-1-C、PI566594-9-B和PI566594-2-A具有4个半胱氨酸残基,以及序列PI269250-6-B、PI269250-8-C、PI269250-11-C、PI566594-5-A、PI566594-7-B和PI352302-5-C具有6个半胱氨酸残基外,其余序列中均只具有5个半胱氨酸残基,其中4个分布在特征区Ⅰ,1个分布在特征区Ⅱ。同时,对编码区的核酸序列和氨基酸序列的多种同源性聚类分析发现,除有6条序列,即PI352302-2-C、PI269250-9-C、PI566594-2-A、PI159101-1-A、PI159101-2-A和PI191874-3-C在氨基酸聚类中表现出差异外,所有序列在核酸序列聚类中表现一致。利用NCBI上23条已经染色体定位的α-醇溶蛋白基因序列,基于去除了重复区和多聚谷氨酰胺区的核酸序列聚类结果,可推测序列PI269250-2-C、PI566594-11-C、PI352302-11-D、PI352302-3-C、PI269250-7-B、PI352302-6-C、PI566594-6-B、PI352302-1-B、PI352302-4-C、PI269250-1-C、PI352302-10-B、PI191874-4-C、PI352302-12-D、PI191874-1-B、PI332302-7-D、PI1566594-8-B、PI566594-1-A、PI269250-5-B、PI566594-9-B、PI566594-10-B、PI69250-8-C、PI566594-5-A、PI269250-11-C、PI566594-4-A和PI269250-3-C来自于A染色体组,而序列PI566594-3-A、PI269250-10-C、PI159101-3-B、PI352302-9-B、PI352302-5-C、PI566594-7-B、PI269250-6-B、PI352302-8-B、PI566594-2-A、PI159101-1-A、PI159101-2-A和PI191874-3-C来自于D染色体组,序列PI269250-4-D和PI269250-9-C来自B染色体组。 2.从5份供试材料中共克隆到51条α-醇溶蛋白基因5’上游调控区序列,长度从216bp到436bp不等。对长度大于380bp的19条序列进行了分析,各序列均表现出碱基A含量最高,T和C其次,G含量最少。19条序列的平均相似值为92%,序列PI191874-3-C与序列PI269250-2-C相似值最低（83%）,序列PI566594-15-G与PI566594-16-G、以及PI269250-2-C与PI566594-11-C相似值最高（100%）。所得密穗小麦序列与其他物种序列平均相似值为71.9%,与普通小麦序列X54688的相似值为92.9%,与簇毛麦的相似值为91.8%,而与野生智利大麦的相似仅为46.0%。序列PI566594-15-G,PI566594-16-G,PI269250-1-C,PI191874-2-C,PI191874-3-C,PI159101-5-G和PI352302-2-C在调控区出现了51bp的缺失。同时,各序列中还存在碱基缺失和单核苷酸多态性。与其它小麦属α-醇溶蛋白基因5’调控区序列类似,19个密穗小麦调控区序列中均含有与基因表达相关的重要调控元件,包括胚乳基序元件TGTAAAG、GCN4

关键词：密穗小麦 α-醇溶蛋白克隆上游调控区编码区序列分析

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

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自然科学进展 2004年第9期14卷 989-998页

作者：杨新泉刘鹏韩宗福倪中福孙其信中国农业大学

采用基因组微卫星SSR和EST SSR分子标记 ,对 2 8份普通小麦 (Triticumvulgare)、 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... 详细信息

采用基因组微卫星SSR和EST SSR分子标记 ,对 2 8份普通小麦 (Triticumvulgare)、 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 .

关键词：斯卑尔脱小麦密穗小麦基因组SSR EST-SSR 遗传差异普通小麦分子标记