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沈阳农业大学学报 2006年第2期37卷 165-168页

作者：许明魏毓棠沈阳农业大学园艺学院沈阳110161

根据大白菜复等位基因遗传假说,利用现有白菜雄性不育系(99029-2)作为不育源,以早-49菜心品种为目标亲本,经过杂交、自交、测交、兄妹交等转育方法,将核不育基因向菜心品种转育,得到了含有早-49遗传基因的新甲型两用系、临时保持系和雄... 详细信息

根据大白菜复等位基因遗传假说,利用现有白菜雄性不育系(99029-2)作为不育源,以早-49菜心品种为目标亲本,经过杂交、自交、测交、兄妹交等转育方法,将核不育基因向菜心品种转育,得到了含有早-49遗传基因的新甲型两用系、临时保持系和雄性不育系。

关键词：白菜细胞核雄性不育基因转育菜心

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大豆核不育基因ms6的定位、克隆及功能性分子标记开发

大豆核不育基因ms6的定位、克隆及功能性分子标记开发

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作者：张颖吉林农业大学

学位级别：硕士

大豆(Glycine max(L.)Merr.)原产于中国,但是近年来我国大豆单产却一直低于世界平均水平。因此,提高我国大豆产量势在必行。杂种优势利用可以快速有效的提高作物单产,但大豆是自花授粉作物,花器官较小,进行杂交困难。而大豆雄性不育系... 详细信息

大豆(Glycine max(L.)Merr.)原产于中国,但是近年来我国大豆单产却一直低于世界平均水平。因此,提高我国大豆产量势在必行。杂种优势利用可以快速有效的提高作物单产,但大豆是自花授粉作物,花器官较小,进行杂交困难。而大豆雄性不育系的发现和利用,以及虫媒异交传粉技术的研发,极大地推进了杂交大豆育种的进程。在大豆不育系中,细胞核不育的发现和利用比较早,广泛应用于轮回选择育种中,但核不育系因制种利用率低及环境条件敏感等问题,很少应用于杂交育种。随着第三代作物杂交育种技术的快速发展和智能核不育系统的完善,核不育基因作为其中的重要功能元件,已在玉米、水稻等作物中被广泛的克隆和应用。研究人员早年在大豆中发现了14个细胞核雄性不育基因,并对其进行了分子标记定位,但仅在近几年才有2个核不育基因被成功克隆,对大豆细胞核雄性不育的分子机理研究也相对匮乏。鉴于核不育基因的重要作用,若能利用分子标记定位技术对核不育基因进行精细定位,进一步克隆大豆核不育基因,阐明不育基因的遗传机制,将为进一步利用核不育基因构建大豆第三代智能核不育系统,开发大豆杂种优势利用新方法,提供材料基础和理论支撑。本研究以含有大豆隐性核不育基因ms6的F分离群体开展相关实验研究。利用高通量测序技术,即集群分离分析法(bulked sergeant analysis,BSA)进行混池测序分析,选定候选区间后结合简单重复序列(simple sequence repeat,SSR)分子标记,对不育基因进行定位,成功克隆了ms6候选基因,明确了其发生突变的单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)位点。基于此开发了衍生限制性内切酶多态性(derived cleaved amplified polymorphic sequence,d CAPS)分子标记,用于快速准确的鉴定含有隐性核不育ms6基因的大豆基因型。上述研究为利用ms6核不育基因进行大豆杂交育种提供了重要的理论基础和技术支撑。主要获得以下结论:(1)通过对4个分离群体进行田间调查和花粉育性鉴定,最终选择了长势一致、分离比更稳定的M92群体用于不育基因的定位研究。该分离群体中有225株可育单株和76株不育单株,经过卡方检验符合孟德尔3:1的分离比。因此,明确了核不育基因ms6仅由一对隐性核基因控制。(2)通过BSA测序和多态性SSR分子标记筛选,最终将不育基因ms6定位到大豆的13号染色体上,位于SSR标记BARCSOYSSR-13-0259与BARCSOYSSR-13-0275之间,遗传距离分别为0.4 c M和3.2 c M,物理区间在16,428,596 bp～16,683,664 bp之间,区间长度为255 Kb。(3)根据SSR分子标记定位的物理距离,映射到大豆参考基因组Williams 82.a2.v1上,在此区间内共有24个已知基因。将其与BSA测序得到的19个在外显子区存在非同义突变或缺失的基因进行交叉比对,仅有Glyma.13G066600基因在交叉区域内。序列比对发现,其为拟南芥中调控绒毡层及花粉壁发育转录因子TDF1的同源基因,因此将Glyma.13G066600基因确定为大豆MS6候选基因。(4)设计Glyma.13G066600基因编码区的特异性引物,进一步克隆该基因。经测序比对发现在不育子代的CDS中,第227个碱基由T突变为A,对应编码的氨基酸从亮氨酸(Leu)突变成为了组氨酸(His),使编码所形成的氨基酸序列发生了替换,进而改变了原有基因的功能。因此,推测Glyma.13G066600为大豆隐性核不育基因ms6。(5)根据大豆ms6基因上的突变位点开发了12个d CAPS标记进行分析验证,其中3个d CAPS标记ms6-d CAPS-1、ms6-d CAPS-2和ms6-d CAPS-3的扩增产物酶切后出现明显多态性条带。经进一步验证,明确ms6-d CAPS-3标记稳定性高且重复性好,利用限制性内切酶Hind III对扩增产物进行酶切反应,可将ms6后代分离群体中纯合可育、杂合可育和纯合不育单株准确区分,适用于含ms6基因型材料的分子标记辅助选育。

关键词：大豆细胞核雄性不育基因定位克隆分子标记

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