1、普通小麥(Triticum aestivum L.)是世界上重要的糧食作物之一,是世界40%人口的主食(http://faostat.fao.org),也是人類食物中植物蛋白的主要來源。長(zhǎng)期馴化和栽培降低了普通小麥的遺傳多樣性,不利于小麥育種進(jìn)程。通過轉(zhuǎn)移小麥野生近緣種的關(guān)鍵基因來擴(kuò)大小麥的遺傳基礎(chǔ)是目前的迫切任務(wù)。粗山羊草D基因組蘊(yùn)涵了大量可用于改良小麥抗逆性、抗病性、抗蟲性和提高小麥品質(zhì)的基因,是普通小麥遺傳改良的重要基因資源。
2、r> 目前多種分子標(biāo)記已應(yīng)用于小麥和粗山羊草的育種改良研究中,包括基因定位、遺傳多樣性分析、抗病基因篩選、同源性分析等。隨著“中國(guó)春”小麥和粗山羊草全基因組序列草圖的繪制工作的完成,為全基因組分子標(biāo)記的大規(guī)模開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。本實(shí)驗(yàn)利用生物信息學(xué)方法對(duì)粗山羊草的SSR標(biāo)記進(jìn)行大規(guī)模開發(fā)并通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證,利用開發(fā)標(biāo)記進(jìn)行小麥物種間的多樣性分析和遺傳連鎖圖譜的構(gòu)建,為構(gòu)建飽和遺傳圖譜、發(fā)掘基因和分子標(biāo)記輔助選擇育種奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。其次對(duì)小
3、麥及粗山羊草的特異標(biāo)記進(jìn)行開發(fā),提高分子育種工作效率。實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果如下:
(1)使用MIcroSAtellite軟件對(duì)粗山羊草全基因組序列進(jìn)行搜索,共檢測(cè)到93204個(gè)SSR位點(diǎn),密度為22.48/Mb。在這些SSR位點(diǎn)中,3060個(gè)是復(fù)合型SSR,90144個(gè)為精確型SSR。二核苷酸重復(fù)基元類型所占比例最大,其次比例從高到低分別是六核苷酸、三核苷酸、四核苷酸和五核苷酸。綜合所有重復(fù)基元,所占比例較大的依次是AG/TC、AC/
4、TG、AAG/TTC、AT/TA、AAC/TTG,所占比例分別是18.93%,8.94%,8.86%,7.81%,4.18%。由此可見,由A或者T所組成的重復(fù)基元所占比例相對(duì)較大。
(2)利用Primer3.0軟件對(duì)挖掘到的SSR位點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)記開發(fā),共成功開發(fā)標(biāo)記86616個(gè)。利用re-PCR對(duì)這些標(biāo)記進(jìn)行多態(tài)性分析,結(jié)果表明8400(9.70%)個(gè)標(biāo)記為單位點(diǎn)標(biāo)記。在8400個(gè)單位點(diǎn)標(biāo)記中,二核苷酸重復(fù)基元數(shù)量最多,占36.4
5、6%。將單位點(diǎn)標(biāo)記定位到粗山羊草染色體上構(gòu)建遺傳連鎖圖譜,其中共有1555個(gè)單位點(diǎn)標(biāo)記定位在成功,該圖譜共跨越1044cM,標(biāo)記位點(diǎn)之間的平均圖距為0.67cM。
(3)隨機(jī)挑選的35對(duì)單位點(diǎn)引物中,有15對(duì)(42.9%)擴(kuò)增出單一條帶,8對(duì)(22.9%)擴(kuò)增出多個(gè)條帶,12對(duì)(34.2%)沒有擴(kuò)增出條帶。利用這15對(duì)能且只能擴(kuò)增出一個(gè)位點(diǎn)的標(biāo)記在19個(gè)小麥品種及二倍體祖先種間進(jìn)行遺傳分析,結(jié)果表明這些單位點(diǎn)標(biāo)記可用于小麥品種