小麦高密度遗传图谱的构建及雄蕊同源转化为雌蕊基因的定位

发布时间：2020-04-13 21:15

【摘要】：HTS-1是一种新型的小麦雄蕊同源转化为雌蕊突变体,与普通小麦不同的是它的雄蕊部分或者全部同源转化为雌蕊,甚至我们可以在HTS-1中发现没有雄蕊但出现6个雌蕊或者6个雌蕊化结构的小花。因此HTS-1在研究小麦育种和花发育中具有很重要的作用。前人研究表明,HTS-1中雄蕊同源转化为雌蕊的性状主要由两个基因控制,即Pis1和hts。其中Pis1基因已经被定位到小麦的2D染色体上,但hts基因目前尚未被定位。为了定位该基因,我们利用基于测序的基因分型技术(GBS),以HTS-1与CM28TP杂交后的200个F_2群体为作图群体,构建了小麦的高密度连锁遗传图谱,并对hts基因进行了定位。具体研究结果如下:1、HTS-1与CM28TP杂交的F_2群体总共有1,027株,其中正常表型739株,雌蕊化表型288株,经过卡方检验该群体符合孟德尔3:1的分离比,表明了在CM28TP与HTS-1中是一对隐性基因控制着雄蕊同源转化为雌蕊这一性状。而后从中随机选取150株正常植株50株雌蕊化植株组成了作图群体。2、所构建的遗传图谱的总遗传距离为2,779.12cM,其中每条染色体的遗传距离从37.59cM到318.95cM不等,平均每个标记间的遗传距离为1.04cM。另外在4A染色体上我们检测到了高达4.44的LOD值,表明hts基因位于4A染色体上。使用该高密度图谱,我们将hts基因定位到4A_109和4A_119两个GBS-SNP标记之间,这两个标记的遗传距离为1.66cM,物理距离为5.2Mb。另外,HTS-1与缺体四体N4AT4B的杂交F_1代表现为假显性,这进一步证实了hts基因位于4A染色体上。3、为了从QTL定位区间内筛选hts的候选基因,我们将定位区间两端标记向外各扩大1Mb,从而使定位区域达到了7.2Mb。通过与小麦基因组数据库进行比对,发现该区域中包含了752个蛋白质编码基因。然后,我们将这752个基因与PS与S、P与S之间的共有差异表达基因进行比对,发现Win1基因(TaWin1)在雌蕊和雌蕊化的雄蕊中过量表达。通过Real-time PCR分析表明在雄蕊分化阶段(穗长大约为5-7mm)TaWin1基因在HTS-1中具有极高的表达水平,约为CM28TP在此时阶段表达量的120倍。进一步分析表明TaWin在HTS-1的雌蕊化的雄蕊中表达量最高。因此我们推测TaWin1基因有可能就是hts的候选基因,由于TaWin1基因的过量表达导致了小麦的雄蕊同源转变为雌蕊。本研究为小麦的花发育和小麦的杂交育种奠定了基础。
【学位授予单位】：西华师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S512.1

【参考文献】

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2 王洋坤;胡艳;张天真;;RAD-seq技术在基因组研究中的现状及展望[J];遗传;2014年01期

3 张得芳;马秋月;尹佟明;夏涛;;第三代测序技术及其应用[J];中国生物工程杂志;2013年05期

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5 杨在君;彭正松;周永红;彭丽娟;魏淑红;;利用SRAP分子标记评价小麦三雌蕊近等基因系的遗传背景[J];核农学报;2012年01期

6 刘宏伟,张改生,王军卫,王小利,方振武;GENESIS诱导小麦雄性不育与幼穗中乙烯含量的关系[J];西北农林科技大学学报(自然科学版);2003年03期

7 ;Relationship between ethylene and the occurrence of cytoplasmic male sterility in rice[J];Chinese Rice Research Newsletter;2000年01期

8 陈济世,张岭华,吴秉礼;“三粒小麦”的发现及选育初报[J];作物学报;1983年01期

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本文编号：2626454