小麦穗发芽抗性鉴定及穗发芽相关基因AIP2的克隆与表达特性分析
本文关键词：小麦穗发芽抗性鉴定及穗发芽相关基因AIP2的克隆与表达特性分析 出处：《西北农林科技大学》2016年硕士论文 论文类型：学位论文
【摘要】：小麦穗发芽是一种严重的天然灾害,在穗子上发生穗发芽的小麦的品质和价值都有所下降。本研究以8份美国小麦品种,14份印度小麦品种,51份国内小麦品种为材料,选用STS标记的Vp1B3,STMS标记的wmc104及SSR标记的Xbarc170和Xgwm155等4个与穗发芽抗性相关的标记,结合穗发芽鉴定实验,测定各个小麦品种是高抗穗发芽,中抗穗发芽,中感穗发芽,还是易感穗发芽,筛选出高抗穗发芽和中抗穗发芽的小麦种质资源,同时对这4个分子标记的有用性和可利用性进行验证,筛选出实用、高效的分子标记。同时本研究以不同穗发芽抗性的华山新麦草和小偃22为材料,采用同源克隆法克隆AIP2基因,同时对它们的基因序列以及结构域和功能域进行分析,并对其花后不同时期的表达特性进行分析,寻找高抗穗发芽的AIP2基因,以期通过现代分子生物学技术改良其它农艺性状良好但是易感穗发芽的小麦品种、拓宽小麦穗发芽抗性基因资源。主要的实验结果如下:1.发芽实验的结果表明73个小麦品种大致分为四种类型,即高抗穗发芽,中抗穗发芽,中感穗发芽和高感穗发芽品种。有13个高抗穗发芽品种,它们的发芽指数小于10%,其中有4个美国小麦品种,3个印度小麦品种,6个中国小麦品种;发芽指数平均值4.72%,变异幅度2.86%~9.62%。有32个中抗穗发芽品种,其发芽指数为10%~30%;有20个中感穗发芽品种,其发芽指数为30%~60%;有8个高感穗发芽品种,其发芽指数为60%~100%。2.分子标记与基因型的方差分析结果表明:只有STS标记Vp1B3与在不同小麦品种中扩增出来的不同片段之间具有明显的差异性,即其与小麦穗发芽的性状具有显著相关的关系,其他三个标记STMS标记的wmc104及SSR标记的Xbarc170和Xgwm155与各基因型的差异不显著,其有效性还有待于进一步的验证。3.结合发芽试验和分子标记检测结果,从73份小麦品种中筛选出8个高抗穗发芽的小麦品种,它们发芽的指数均小于10%且用Vp1B3标记能扩增出569 bp抗性条带类型。分别为烟农23,陕农33,兰考181,西农585,美105,美231,印度UP2338,印度PBW550。4.从华山新麦草和小偃22中克隆出了AIP2基因,分别命名为HSAIP2和XYAIP2。通过利用生物信息学软件对其基因序列及其结构与功能进行分析预测,HSAIP2基因的编码区全长为840 bp,编码氨基酸残基279个;XYAIP2基因的编码区全长为963 bp,编码氨基酸残基320个。结构域预测结果显示HSAIP2和XYAIP2蛋白含有完整的Ring保守域,属于锌指环家族成员。HSAIP2和XYAIP2的gDNA均含5个外显子,4个内含子。5.对花后不同时期胚中HSAIP2,XYAIP2基因的表达分析表明:华山新麦草的AIP2基因的相对表达量随着胚的成熟而逐渐升高,而在花后25天的表达量达到最高,花后25天的表达量约比花后5天高出19倍。小偃22的AIP2基因的相对表达量随着胚的成熟呈先升高后下降趋势,花后25天表达量达到最高,约比花后5天高出29倍,而从花后30天开始AIP2基因的相对表达量呈降低趋向,在花后35天即种子的成熟期下降至最低。说明AIP2基因可能与穗发芽的抗性有关。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S512.1
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，本文编号：1421187
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