冬小麦种质矮孟牛第一部分同源群染色体遗传差异分析

GISH 分析 小麦种子在室温下浸泡至露白 , 1~4℃ 低温处理 24 h, 然后在 25℃ 下发芽 , 根长 1.5~2.0 cm 时取根 尖 , 在冰水混合物中处理 24 h, 再用卡诺氏固定液 于 1~4℃ 条件下固定 24 h, 45%醋酸压片 , 液氮冷冻 10 min 后揭片 , 气干备用。 载玻片依次用 70%、 95%、 100%酒精洗脱 5 min, 室温晾干 , 4℃ 保存备用。以 黑麦 DNA 为探针 , 普通小麦中国春 DNA 为封阻 , 参照 Chen 等 [24]的方法进行杂交。杂交信号通过抗 生物素荧光标记抗体 , 经过稀释的 PI 盖片 , 然后用 Olympus BX-51 荧光显微镜照相。 1.4 连锁图谱绘制 依据参考文献报道和 GrainGenes 网站 (http:// /) 上 的 相 关 信 息 将 多 态 性 标 记 位 点在染色体上的相对位置进行整合 ; 根据 PCR 及非 变性聚丙烯酰胺凝胶电泳结果将带型与矮丰 3 号、 孟县 201 和牛朱特相同的依次记为 1、 2 和 3, 将矮 丰 3 号与孟县 201 扩增带型相同、矮丰 3 号与牛朱 特扩增带型相同和孟县 201 与牛朱特相同的带型依 次记为 4、 5 和 6, 将与三亲本扩增带型均不同的等 位变异记为 7, 然 后 将 不 同 代 号 设 置 为 不 同 颜 色 , 利用 GGT2.0 绘制 7 个姊妹系遗传差异图谱。
Abstract: Aimengniu (Hereafter AMN), cultivated by Shandong Agricultural University, is a renowned Chinese winter wheat germplasm. Knowing better its genetic component is of great value and necessity for its in-depth utilization and study. Purpose of this study is to reveal the genetic differences in detail among seven AMN-derived types. Both molecular markers and genomic in situ hybridization were used to identify translocation between 1B and 1R in seven AMN-derived types. PCR results of primers specific for 1R and 1B detected the presence of both 1RS and 1BL chromatin and absence of 1BS and 1RL in AMNII and AMNIV to VII, while AMNI and AMNIII contained common 1B chromatin. Genomic in situ hybridization confirmed the replacement of chromosome arm 1BS by 1RS in AMNII and AMNIV to VII, and a typical common wheat karyotype was contained in AMNI and AMNIII. In addition, genetic differences among seven AMN-derived types in homoeologous group 1 were detected by 138 polymorphic markers, and genotypic information for each and every one of seven AMN-derived types were represented. Specific segments of AMNV were detected by 3 markers, Xwmc336-Xmag1884 (1A) and Xgwm124 (1B), originating from Neuzucht and Aifeng 3 respectively. The results above revealed that genetic differences exist among seven sister lines of germplasm AMN in homoeologous group 1, which will facilitate its further utilization and study. Keywords: Winter wheat germplasm; Genetic difference; Genomic in situ hybridization; Molecular marker
在特定遗传背景下1rs不但可以增加小麦的产量还可以提高其适应性23基因组原位杂交技术在鉴定小麦基因组染色体及染色体片段的起源等领域发挥了重要作用分子标记技术因其能有效鉴定外源dna而在小麦遗传研究中得到广泛应用57其中基因组ssrestssr和sts标记已经被用于小麦连锁图谱的构qtl分析1012以及遗传多13等研究
, 其中基因组 SSR 、
[10-12]
EST-SSR 和 STS 标记已经被用于小麦连锁图谱的构 建 、单个基因定位 、 QTL 分析 样性
[13]
以及遗传多
等研究。
山东农业大学创制的著名冬小麦种质 “ 矮孟牛 ” 具有丰富的遗传基础。根据穗型、株高等性状 , 矮 孟牛被划分为 10 个类型 , 其中矮孟牛 I 至 VII 型在 小麦育种上较为常用 , 矮孟牛 V 型 , 即鲁麦 1 号 , 曾 是生产上大面积推广的审定品种 , 以其作为杂交亲 本已经衍生出许多新的种质材料和小麦新品种 [14]。 矮孟牛源于三交组合矮丰 3 号 //孟县 201/牛朱特 , 其 中牛朱特是源于 Petkus 的 1B/1R 代换系。目前 , 矮 孟牛及其衍生后代在小麦遗传改良中仍然被广泛应 用。本研究的主要目的是分析矮孟牛的 7 个类型在 第一部分同源群的遗传差异 , 为进一步研究和利用 该种质资源提供依据。
摘
要 : 由山东农业大学创制的矮孟牛是重要的冬小麦遗传资源。为了揭示矮孟牛种质第一部分同源群染色体的遗
传差异 , 本研究利用分子标记和基因组原位杂交方法 , 对矮孟牛 I 型至 VII 型 7 个姊妹系的遗传差异进行了鉴定。 PCR 结果显示 , 矮孟牛 II 型、 IV 至 VII 型中含有 1RS 和 1BL, 不含 1BS 和 1RL; I 型和 III 型中含有正常的 1B 染色体。 基因组原位杂交结果证明 , 在矮孟牛 II 型、 IV 型 -VII 型中 1RS 取代了 1BS, 而在矮孟牛 I 型和 III 型中含有正常的小 麦染色体组。利用 138 个多态性标记分析了 7 个类型第一部分同源群的遗传差异 , 其中 3 个标记检测到矮孟牛 V 型 的特异片段 , 即位于 1A 染色体的标记 Xwmc336 和 Xmag1884 及位于 1B 染色体的 Xgwm124, 分别源于牛朱特和矮丰 3 号。本研究结果揭示了矮孟牛 7 个类型第一部分同源群的遗传差异 , 为深入研究和利用该种质资源奠定了基础。 关键词 : 冬小麦种质 ; 遗传差异 ; 基因组原位杂交 ; 分子标记
[8] [9] [5-7] [4] [2]
PCR thermal cycler 或者 Bio-Rad 9600 thermal cycler 中 进行降落 PCR(Touchdown PCR), 反应程序为 94℃变 性 4 min; 接着 15 个循环的复性温度降落程序, 每个 循环为 94℃变性 45 s, 65℃复性 50 s (每循环降低 1℃), 72℃延伸 55 s; 最后 30 个循环的普通 PCR, 即 94℃变 性 40 s, 50℃复性 40 s, 72℃延伸 40 s, 最后 72℃延伸 5 min; 扩增结束后 10℃保存。 扩增产物加适量溴酚蓝 (产物和溴酚蓝体积比 5∶1), 混匀, 在 6%聚丙烯酰胺 非变性凝胶(39∶1)上稳压 120 V 电泳, 银染显色, 然 后用 Tanon Gis-2010 型凝胶成像系统照相观察。
冬小麦种质矮孟牛第一部分同源群染色体遗传差异分析
崔 法1 马航运 4 赵春华 1,** 王洪刚 1,* 鲍印广 1 宗 浩 1,2 王玉海 1,3 王庆专 1 杜 斌1
1 山东农业大学作物生物学国家重点实验室 / 国家小麦改良中心山东泰安分中心 / 山东农业大学农学院 , 山东泰安 271018; 2 中国农 业科学院烟草研究所 / 农业部烟草类作物质量控制重点开放实验室 , 山东青岛 266101; 3 山东枣庄学院 , 山东枣庄 277100; 4 山东省 枣庄市农科院 , 山东枣庄 277100
黑麦 (Secale cereale L.)的 1RS 在小麦 (Triticum
aestivum L.) 遗 传 改 良 中 发 挥 了 重 要 作 用 [1], 截 至
本研究由国家重点基础研究发展计划 (973 计划 )项目 (2006CB101700)资助。
*
通讯作者 (Corresponding author): 王洪刚 , E-mail: hgwang@, Tel: 0538-8242141
Genetic Differences in Homoeologous Group 1 of Seven Types of Winter Wheat Aimengniu
CUI Fa1, ZHAO Chun-Hua1,**, BAO Yin-Guang1, ZONG Hao1,2, WANG Yu-Hai1,3, WANG Qing-Zhuan1, DU Bin1, MA Hang-Yun4, and WANG Hong-Gang1,*
1
National Key Laboratory of Crop Biology / Tai’an Subcenter of National Wheat Improvement Center / Agronomy College, Shandong Agricultural
University, Tai’an 271018, China; 2 Tobacco Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences / Key Laboratory of Tobacco Quality Control, Ministry of Agriculture, Qingdao 266101, China; 3 Zaozhuang College, Zaozhuang 277100, China; 4 Municipal Academy of Agricultural Sciences, Zaozhuang 277100, China
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第一作者联系方式 : E-mail: sdaucf@
共同第一作者
Received(收稿日期 ): 2010-03-29; Acceቤተ መጻሕፍቲ ባይዱted(接受日期): 2010-05-29.
第9期
崔 法等 : 冬小麦种质矮孟牛第一部分同源群染色体遗传差异分析
1451
1998 年 , 含有 1BL/1RS 易位系的小麦品种种植面积 已超过 500 万公顷 。在特定遗传背景下 , 1RS 不但 可以增加小麦的产量 , 还可以提高其适应性 [2-3]。 基因组原位杂交技术在鉴定小麦基因组、染色 体及染色体片段的起源等领域发挥了重要作用 , 分子标记技术因其能有效鉴定外源 DNA 而在小麦 遗传研究中得到广泛应用
作物学报
ACTA AGRONOMICA SINICA 2010, 36(9): 14501456 ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9
/zwxb/ E-mail: xbzw@
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2010.01450