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易变山羊草—小麦衍生品系的育种价值评价

易变山羊草—小麦衍生品系的育种价值评价

作者：肖春林四川农业大学

学位级别：硕士

易变山羊草(Aegilops variabilis,2n=4x=28, UUSvSv)具有抗旱、抗条锈病、抗虫等特性,是小麦遗传改良的小麦三级基因资源。前期,我们以易变山羊草材料AS24为母本,普通小麦品系3854为父本进行杂交和回交,之后连续多年自交,获得了一些具... 详细信息

易变山羊草(Aegilops variabilis,2n=4x=28, UUSvSv)具有抗旱、抗条锈病、抗虫等特性,是小麦遗传改良的小麦三级基因资源。前期,我们以易变山羊草材料AS24为母本,普通小麦品系3854为父本进行杂交和回交,之后连续多年自交,获得了一些具有育种应用潜力的高世代异源细胞质新品系。本实验以获得的这些品系为实验材料,对其进行田间农艺性状调查、细胞学鉴定、条锈病鉴定、DArT高通量分子标记等分析,从而对这些高世代品系的育种价值进行初步评价,其中含有的某些优良特性可为以后小麦生产上的利用做准备,主要结果如下：1、根尖细胞有丝分裂中期观察表明,17份高代品系的染色体数均为稳定的42条。田间农艺性状调查发现,这些品系在株高、主穗长、分蘖数、主穗小穗数、千粒重以及抽穗期等方面都存在着差异,为小麦核质杂种品种的选育提供了参考。2、条锈病鉴定发现,亲本AS24、品系1和品系11为高抗条锈病(近免疫),小麦亲本3854和其他衍生品系均不同程度的感条锈病,表明亲本AS24携带的抗条锈病基因位点来源于细胞核内基因组,获得的两个抗条锈病新品系可为小麦育种提供新的抗病来源。3、DArT分子标记分析发现品系1和品系11的2A染色体短臂上存在来源于AS24的外源染色体区段,而其他感病品系是普通小麦3854类型,条锈病抗病基因可能存在于导入的AS24的该外源染色体区段上。

关键词：小麦易变山羊草农艺性状细胞遗传学分子标记

易变山羊草—小麦衍生品系外源染色体鉴定及其田间性状调查

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易变山羊草—小麦衍生品系外源染色体鉴定及其田间性状调查

作者：赵来宾四川农业大学

学位级别：硕士

山羊草属为小麦遗传改良提供了丰富的资源。作为小麦的野生近缘种,易变山羊草(Aegilops. variabilis, UUSVSV)是由二倍体小伞山羊草(UU)和高大山羊草(S1S1)的杂种自然加倍形成的,含有很多对小麦改良有用的性状,比如抗根结线虫病,抗禾谷... 详细信息

山羊草属为小麦遗传改良提供了丰富的资源。作为小麦的野生近缘种,易变山羊草(Aegilops. variabilis, UUSVSV)是由二倍体小伞山羊草(UU)和高大山羊草(S1S1)的杂种自然加倍形成的,含有很多对小麦改良有用的性状,比如抗根结线虫病,抗禾谷胞囊线虫病,抗白粉病,抗叶锈病,抗条锈病等,可为小麦的遗传改良提供优良外源基因资源。本研究利用高抗条锈病的易变山羊草AS116为母本与普通小麦杂交,并用父本普通小麦回交一次后,连续自交获得的高世代易变山羊草-小麦衍生品系为材料,通过细胞学、分子标记等方法并结合田间性状对其进行研究,鉴定出具有潜在利用价值的高世代品系,为其以后在小麦遗传育种中的利用打下基础,主要结果如下：1、本研究通过筛选荧光原位杂交(fluorescent in situ hybridization, FISH)探针,找到了一组探针(PSc119.2,pTa71和pTa-713)可以区分易变山羊草的14对染色体,并建立了易变山羊草的荧光原位杂交模式图。2、在分析的26个BCjF7易变山羊草-小麦衍生品系中,15个品系表现抗条锈病,11个品系表现感条锈病。用FISH和微卫星(SSR)标记鉴定,发现这15个抗病品系都含有2Sv染色体,而感病品系NZ309则只含有42条普通小麦染色体,表明在2Sv染色体上存在抗条锈病基因。这15个抗病材料中,有3个是2Sv和4Sv附加系(2n=46),其余12个是2Sv(2B)代换系或者2Sv(2D)代换系。标记gwm148在2D和2Sv扩增出不同大小的条带,可以作为特异标记来识别2Sv染色体。在一些品系中发现了染色体结构异常现象,这可能是2Sv染色体上的杀配子基因作用导致。3、2Sv(2D)代换系和2Sv(2B)代换系晚于不含2Sv的姊妹品系NZ309和小麦亲本异源2号,表明2D或2B染色体的缺失对抽穗期有影响。对其它农艺考察比较发现,2Sv(2B)代换系与NZ309的差异不大;而2Sv(2D)代换系除了分蘖,株高、穗长、小穗数等与NZ309存在差异。另外,代换系2Sv(2D)代换系表现出父母本都没有的蜡质性状。可见,染色体2D的缺失对农艺性状的影响更大。

关键词：易变山羊草普通小麦荧光原位杂交代换系条锈病

小麦-易变山羊草2B/2Sv易位系的筛选鉴定

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小麦-易变山羊草2B/2Sv易位系的筛选鉴定

作者：孙娇娇四川农业大学

学位级别：硕士

近缘种属是小麦遗传改良的重要基因源。小片段易位系是利用外源基因的重要手段。课题组前期发现易变山羊草AS116的2S染色体携带有抗条锈病基因。利用能够诱导部分同源染色体重组的开县罗汉麦,创制了60份潜在发生2B/2S初级易位系。基于此... 详细信息

近缘种属是小麦遗传改良的重要基因源。小片段易位系是利用外源基因的重要手段。课题组前期发现易变山羊草AS116的2S染色体携带有抗条锈病基因。利用能够诱导部分同源染色体重组的开县罗汉麦,创制了60份潜在发生2B/2S初级易位系。基于此,本研究结合KASP分子标记和荧光原位杂交技术,筛选纯合易位系并鉴定这些易位的真实性。同时,比较不同易位系对条锈病的抗性表现,定位2S抗条锈病基因的位置,主要研究结果如下:1.利用课题组开发的2B/2S短臂端部特异KASP标记2B/2S-10Mb和长臂标记2B/2S-799Mb,筛选60份潜在初级易位系的自交后代。其中37份株系获得基因型符合纯合易位的后代。分子标记显示,重组发生在长臂的35份(22份2BS.2BL-2SL类型;13份2SS.2SL-2BL类型),短臂的2份(1份2BS-2SS.2SL和1份2SS-2BS.2BL)。21个株系显性易位染色体以杂合形式传递到了后代,而另外2个株系后代显示不存在易位染色体。2.以重复序列探针pSc119.2和pTa713的荧光原位杂交检测表明:32份株系的纯合易位系后代是真实存在的。其中,重组发生在长臂有30份(18份2BS.2BL-2SL,12份2SS.2SL-2BL),重组发生在短臂有2份(1份2BS-2SS.2SL和1份2SS-2BS.2BL)。而剩余的5份株系中,3份是由结构变异引起的假阳性,2份未获得细胞学结果。21份以杂合形式传递到后代的株系中,5份株系的易位染色体被细胞学证实,6份则是由染色体结构变异引起的假阳性,另外3份是由未知原因引起的假阳性;7份没有获得细胞学结果。3.55K SNP分析30份纯合易位系,29份与KASP标记和细胞学鉴定结果一致,1个株系(Hm638-18-263)可能为假阳性结果。29份纯合易位系将2B/2S染色体分成了18个bin,大小在0.01-662.80Mb之间(参考中国春2.0基因组)。4.利用条中34生理小种,在苗期(一叶一心)对12份覆盖整条2S染色体的纯合易位系进行抗条锈病鉴定,发现12份纯合易位系均感病。混合生理小种对三叶一心时期的易位系的鉴定表明,2S长臂端部可能携带一个生育期依赖的抗条锈病基因。

关键词：部分同源重组 KASP标记原位杂交易变山羊草条锈病

源于易变山羊草的小麦抗条锈病基因的分子标记

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源于易变山羊草的小麦抗条锈病基因的分子标记

作者：张巧玲四川农业大学

学位级别：硕士

小麦条锈菌生理小种变异频繁,导致生产上许多小麦品种丧失抗性而威胁小麦的生产。利用成株抗病基因,培育推广抗性更持久的小麦品种被广泛认为是控制条锈病的一个长效措施。本研究以抗条锈病材料易变山羊草AS24与感病小麦3854杂交,回交... 详细信息

小麦条锈菌生理小种变异频繁,导致生产上许多小麦品种丧失抗性而威胁小麦的生产。利用成株抗病基因,培育推广抗性更持久的小麦品种被广泛认为是控制条锈病的一个长效措施。本研究以抗条锈病材料易变山羊草AS24与感病小麦3854杂交,回交后自交(AS24/3854//3854 BCF)获得的抗病品系NZ238和感病品系NZ242为基础,利用NZ238/NZ242的F遗传群体及F家系为研究材料,开发用于辅助选择抗条锈病植株的连锁分子标记,通过分子标记分析,结合田间抗病表型,对源于外源物种易变山羊草的抗条锈病基因进行定位,结果对加快该抗条锈病基因在小麦育种中的应用具有重要意义。主要结果如下:田间抗条锈病调查发现,易变山羊草AS24、品系NZ238及NZ238/NZ242杂交F代在成株期表现为抗条锈病(反应型1-2);而普通小麦3854及NZ242在成株期表现为高感条锈病(反应型8-9),表明此抗条锈病基因属于成株期抗性。对F群体及F家系条锈病抗性遗传学分析,发现F群体及F家系的抗感分离比经卡方检验分别符合3:1与1:2:1的理论比例,表明抗病性由显性单基因控制。利用小麦2AS上的序列开发特异分子标记,经F群体及F家系验证,获得了3个与该条锈病基因连锁的分子标记。根据分子图谱,AS24的抗条锈病基因的外源染色体片段替换了小麦染色体2AS一个大约25.4Mb的片段。该外源染色体易位片段不含有硬颖壳基因,含该抗病基因的小麦材料能够用于抗病育种。

关键词：易变山羊草条锈病成株期抗性分子标记

咖啡因代谢途径在易变山羊草抗禾谷孢囊线虫中的作用

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咖啡因代谢途径在易变山羊草抗禾谷孢囊线虫中的作用

2015中国遗传学会大会

作者：郑明辉李林张海莉余懋群中国科学院成都生物研究所农业生物技术中心四川大学生命科学学院

易变山羊草(2n=4x=28,UUSvSv,Ae.variabilis syn.Tfiticum peregrinum)是禾本科小麦的近缘物种,与小麦进行远源杂交时可产生可育后代,是小麦育种改良的重要资源。本研究利用对禾谷孢囊线虫(H.avenae)和根结线虫(Meloidogyne naasi)具有... 详细信息

易变山羊草(2n=4x=28,UUSvSv,Ae.variabilis syn.Tfiticum peregrinum)是禾本科小麦的近缘物种,与小麦进行远源杂交时可产生可育后代,是小麦育种改良的重要资源。本研究利用对禾谷孢囊线虫(H.avenae)和根结线虫(Meloidogyne naasi)具有双抗作用的材料易变山羊草在接虫条件下的根部进行了深度的转录组测序。通过对测序结果相关基因的代谢途径进行分析。在77486条差异表达的Unigene中首次发现咖啡因代谢途径。进一步进行对咖啡因代谢途径的相关基因进行qPCR验证发现与转录组测序的表达一致。接虫后样品提取及HPLC的分析后,发现接虫诱导后易变山羊草根部存在咖啡因产物并且和咖啡因标准品的质谱分析一致。采用Speed SFE-2超临界CO2提取仪从诱导后易变山羊草根部提取提取咖啡因进行后续研究,发现0.1%,0.3%和1%三个不同浓度的咖啡因对禾谷孢囊线虫和南方根结线虫都有毒害作用(其二龄虫(J2s)致死率分别为35%,68%和78%(P易变山羊草2号和根线虫感病烟草大金宝)在12h,30h和3d进行喷施。发现抗性相关基因(R基因,ABCtransporter等)的表达和对照比较均有提高。接虫鉴定后发现>0.5%的咖啡因浓度下,感病植物(易变山羊草2号和烟草大金宝)对禾谷孢囊线虫和南方根结线虫均有明显抗性提高(p<0.05)。

关键词：易变山羊草转录组咖啡因代谢禾谷孢囊线虫抗性

来源： cnki会议评论

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全基因组背景下易变山羊草中内参基因的筛选

全基因组背景下易变山羊草中内参基因的筛选

易变山羊草抗禾谷孢囊线虫基因中核苷酸结合位点区(NBS)的克隆及序列分析

2015中国遗传学会大会

作者：郑明辉李林张海莉徐德林余懋群中国科学院成都生物研究所农业生物技术中心四川大学生命科学学院

传统的Actin,Tubulin等常作为内参基因被广泛应用,他是构成细胞骨架的主要成分,具有基因高度保守、mRNA表达数量高且稳定等特点。但是在易变山羊草受到线虫胁迫的不同时期进行研究发现,细胞组成型表达的基因在线虫取食位点建立过程中,... 详细信息

传统的Actin,Tubulin等常作为内参基因被广泛应用,他是构成细胞骨架的主要成分,具有基因高度保守、mRNA表达数量高且稳定等特点。但是在易变山羊草受到线虫胁迫的不同时期进行研究发现,细胞组成型表达的基因在线虫取食位点建立过程中,基因的表达量变化上下浮动变化较大,已不适合用作内参基因。通过转录组分析结果发现,在生物胁迫和非生物胁迫条件下筛选适合易变山羊草转录水平研究的内参基因时,Actin,Tubulin等常用基因也是是表达最不稳定的基因。并且Actin等的表达量稳定性也容易受假基因的存在而干扰。从前述研究可以看到,不同品种在给定的实验条件下,利RT-qPCR准确量化的基因的表达必须有表达相对稳定的基因作为内参。但目前在生物胁迫和非生物胁迫等逆境条件下,易变山羊草中没有任何利用多个内参基因标准量化基因表达的报道,更重要是的由于缺少基因组的信息,内参基因的选择就变得更为困难。随着近年来转录组测序技术的发展,利用转录组技术结合比较基因组技术来研究植物抗性的报道逐渐多了起来。利用转录组技术可以高通量的获得相关抗性过程中的差异表达基因而进一步系统的获得全基因背景下的看家基因。我们利用对禾谷孢囊线虫(Havenae)和根结线虫(Meloidogyne naasi)具有双抗作用的材料易变山羊草的根部进行了深度的转录组测序。通过对测序结果进行分析,首次得到了易变山羊草的全部转录组相关基因112846条。通过RPKM值进行表达量的分析,从而筛选出来在线虫生物胁迫下表现稳定的看家基因154个。进一步通过正常生长发育条件和非生物胁迫条件下的RT-qPCR鉴定。通用的两个内参基因评估软件geNrom和NormFinder均表明所选的24个候选基因中,Unigene11787、Unigene11951、Unigene40837和Unigene56001在该实验条件下是最稳定的四个内参基因,可以用作后续基因表达的标准量化研究。

关键词：易变山羊草转录组内参基因禾谷孢囊线虫 RT-qPCR

来源： cnki会议评论

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中国生物化学与分子生物学报 2001年第6期17卷 751-755页

作者：邓洪新杨晓娟邓光兵余懋群中国科学院成都生物研究所成都610041

大部分已克隆的植物抗病基因都包含有核苷酸结合位点区 (NBS)和富含亮氨酸的重复序列区 (LRR) .利用来自节节麦的抗禾谷孢囊线虫基因Cre3位点NBS区保守序列设计特异引物 ,从含有来自易变山羊草的抗禾谷孢囊线虫基因的小麦品系E 10的基... 详细信息

大部分已克隆的植物抗病基因都包含有核苷酸结合位点区 (NBS)和富含亮氨酸的重复序列区 (LRR) .利用来自节节麦的抗禾谷孢囊线虫基因Cre3位点NBS区保守序列设计特异引物 ,从含有来自易变山羊草的抗禾谷孢囊线虫基因的小麦品系E 10的基因组中PCR扩增得到一条约 5 30bp的单一条带 .将扩增条带克隆和序列分析发现 ,该克隆 (Rccn4 )的编码区长 5 2 8bp ,含一个不完整的开放读码框 ,没有起始密码子、终止密码子和内含子结构 ,它编码一个 176个氨基酸残基的蛋白质 ,分子量为 2 0 4kD .Rccn4含有NBS LRR类抗病基因NBS区共有的保守模体I(V)LDD、T(T S)R、G(L S)PLA(A I L)、RCF(A L)Y ,并且与Cre3基因的NBS编码区核苷酸和氨基酸同源性分别为99 4 %和 98% .

关键词：小麦品系E-10 抗禾谷孢囊线虫基因核苷酸结合区克隆序列分析易变山羊草抗虫性

易变山羊草染色体3U或3S^V上抗禾谷类根结线虫基因Rkn─mn1与酯酶Est－5编码基因连锁的研究

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Acta Genetica Sinica 1995年第2期22卷 122-125页

作者：余懋群中国科学院成都生物研究所

通过种子半粒法，采用聚丙烯酰胺凝胶等电电泳和人工接种Ｍｅｌｏｉｄｏｇｙｎｅｎａａｓｉ抗性鉴定相结合，分析Ａｅ．ｖａｒｉａｂｉｌｉｓＮｏ．１×Ａｅ．ｖａｒｉａｂｉｌｉｓＮｏ．２Ｆ２植株酯酶Ｅｓｔ－５标记同功酶与抗性基因... 详细信息

通过种子半粒法，采用聚丙烯酰胺凝胶等电电泳和人工接种Ｍｅｌｏｉｄｏｇｙｎｅｎａａｓｉ抗性鉴定相结合，分析Ａｅ．ｖａｒｉａｂｉｌｉｓＮｏ．１×Ａｅ．ｖａｒｉａｂｉｌｉｓＮｏ．２Ｆ２植株酯酶Ｅｓｔ－５标记同功酶与抗性基因Ｒｋｎ－ｍｎｌ连锁程度，发现标记同功酶受染色体３Ｕ或３Ｓ~Ｖ长臂上１对共显性基因控制，与抗性基因连锁程度较高，重组率为１２．９６±０．４０％，图距为１３．２６±１０．４６分摩。这样，在抗性基因Ｒｋｎ－ｍｎｌ转移中，可利用标记同功酶大量、快速、高效鉴定植株抗线虫性。

关键词：酯酶 Est-5 Rkn-mn1 基因连锁易变山羊草

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含Ppd-B1位点的2Sv易位系创制

含Ppd-B1位点的2Sv易位系创制

作者：李丽琼四川农业大学

学位级别：硕士

易变山羊草是小麦遗传改良的重要基因资源。课题组前期通过易变山羊草AS116(UUSS)和普通小麦异源2号远缘杂交获得了2S(2B)、2S(2D)代换系和2S附加系。表型比较分析发现,2S染色体可能携带有抗条锈病基因和高籽粒铁锌含量基因。同时,2S导... 详细信息

易变山羊草是小麦遗传改良的重要基因资源。课题组前期通过易变山羊草AS116(UUSS)和普通小麦异源2号远缘杂交获得了2S(2B)、2S(2D)代换系和2S附加系。表型比较分析发现,2S染色体可能携带有抗条锈病基因和高籽粒铁锌含量基因。同时,2S导入引起抽穗期显著推迟同时颖壳表现为硬壳,可能由2S染色体端部的Ppd1(光周期基因)和Tg(硬壳基因)同源基因引起。基于此,我们通过染色体工程技术,利用ph1b诱导2S和2B重组,将携带有Ppd-B1的2B染色体小片段插入2S染色体中,探讨是否能够直接利用改造后的2S染色体进行品种培育利用。主要的研究结果如下:(1)温室农艺性状统计表明,2S(2B)代换系和2S(2D)代换系显著晚于异源2号,平均抽穗期分别为51.21 d、62.48 d和42.79 d。2S导入对株高、穗长、小穗数无不利影响。因此,抽穗期推迟以及硬壳,是2S导入小麦的主要不利影响。(2)以2S(2B)代换系WJN2890为母本与SM830Ph1ph1b作为父本、以SM830Ph1ph1b作为母本与2S(2B)代换系WJN2890作为父本两个杂交组合杂交一次后分别自交三代构建了ph1b诱导2S/2B部分同源重组的初级易位筛选群体。结合分子标记和细胞学鉴定,获得初级易位24株。其中,2BS.2BL-2SL类型3株、2BS-2SS.2SL类型3株、2SS-2BS.2BL类型7株、2SS.2SL-2BL类型4株、2BS.2SL-2BL类型1株、2BS.2BL-2SL+2BS-2SS.2SL类型1株和2SS.2SL-2BL+2BS-2SS.2SL类型1株、2BS-2SS.2SL+2SS.2BL类型1株,同时还获得着丝点“断裂-融合”形成的2SS.2BL类型3株。(3)开发小麦-易变山羊草光周期基因Ppd-2S/Ppd-B1的特异KASP标记2091R1。结合2091R1分子标记与原位杂交技术,筛选鉴定出9株携带有Ppd-B1的2S/2B次级易位植株。其中,2SS-2BS-2SS.2SL-2BL类型5株、2SS-2BS-2SS.2SL类型1株、2SS-2BS.2BL-2SL-2BL类型1株、2SS-2BS.2BL-2SL类型2株。综上,本研究通过染色体工程技术,成功将携带Ppd-B1的2BS染色体片段插入2S染色体短臂亚端部,替换了2S的相应同源区段,创制出不同的易位系,为后续的相关研究提供材料基础。

关键词：小麦易变山羊草 2Sv导入系易位系部分同源染色体重组