【摘要】：小麦(Triticum aestivum L.)是世界上三大最重要的粮食作物之一,其面团具有独特的粘性和弹性,可以制作成面包、面条、馒头等各种食品。高分子量麦谷蛋白亚基(High molecular weight glutenin subnit,HMW-GS)是小麦籽粒贮藏蛋白的重要组成成分,影响着面团的弹性和加工品质。高大山羊草(Aegilops longissima L.)是小麦重要的近缘二倍体物种,含有大量的优良基因,可用于小麦遗传改良,提高小麦加工品质以及对生物胁迫和非生物胁迫的抗性。本研究拟通过体细胞无性系变异技术诱导小麦1B染色体与高大山羊草1S~l染色体间发生整臂易位,同时开发小麦1B染色体和高大山羊草1S~l染色体长、短臂特异分子标记,利用分子标记对体细胞无性系变异后代材料进行筛选,创制小麦-高大山羊草1S~lL?1BS纯合易位系(20Ⅱ~W+1Ⅱ~(1SL+1BS))和1S~lS?1BL纯合易位系(20Ⅱ~W+1Ⅱ~(1SS+1BL)),并进行初步的品质性状分析。主要研究结果如下:1、以小麦-高大山羊草1S~l(1B)代换系CB-SLB(2n=42,20Ⅱ~W+1Ⅱ~(1S))为父本与澳大利亚小麦品种Westonia为母本进行杂交,对授粉15 d的F_1杂种幼胚进行组织培养,对产生的愈伤组织进行2次继代培养,以诱导小麦1B染色体与高大山羊草1S~l染色体间发生整臂易位。然后对愈伤组织进行分化培养,共获得了755株再生植株,植株再生率为181.0%。2、从高大山羊草幼苗叶片提取RNA,建立高大山羊草cDNA文库,通过Illumina HiSeq转录组测序,得到了54299378条Raw Reads和Clean Reads和8.14G的Clean bases。对Clean Reads进行转录本拼接之后,得到了102395条unigenes,其中unigenes的N50和N90分别为649bp和236bp。3、利用高大山羊草转录组序列和生物信息技术,以小麦-高大山羊草1S~l-7S~l全套附加系DA1S~l#3、DA2S~l#3、DA3S~l#2、DA4S~l#3、DA5S~l#3、DA6S~l#3、DA7S~l#3为材料,共开发了134个高大山羊草1S~l-7S~l不同染色体臂特异的分子标记,其中,1S~lL、1S~lS、2S~lL、2S~lS、3S~lL、3S~lS、4S~lL、4S~lS、5S~lL、5S~lS、6S~lL、6S~lS、7S~lL、7S~lS染色体上各有11、10、17、5、4、8、8、7、29、8、11、4、7、5个标记。4、利用1S~lL、1S~lS、1BL、1BS特异分子标记,结合原位杂交技术,筛选CB-SLB与Westona无性系变异群体。在986株TC_2群体中获得了3个小麦-高大山羊草1S~lS?1BL纯合易位系(20Ⅱ~W+1Ⅱ~(1SS+1BL)),在831株TC_3群体中获得了1个小麦-高大山羊草1S~lL?1BS纯合易位系(20Ⅱ~W+1Ⅱ~(1SL+1BS)),在1140株TC_4群体中获得了1个小麦-高大山羊草1S~lL?1BS纯合易位系(20Ⅱ~W+1Ⅱ~(1SL+1BS)),获得效率分别为0.3%、0.12%和0.088%。5、利用SDS-PAGE技术对小麦-高大山羊草1S~lL?1BS易位系中HMW-GS组成情况进行了鉴定,发现1S~lL染色体上的1Sx2.3基因和1Sy16基因均正常表达。进一步对小麦-高大山羊草1S~l/1B两类易位系进行了初步的面包品质分析,发现1S~lL?1BS易位系材料的面团强度和面筋强度比对照材料的要弱,而1S~lS?1BL易位系材料的面团强度和面筋强度要强于对照材料。另外,发现易位系材料在北京种植其蛋白含量高于在云南种植的蛋白质含量。
【图文】：
本研究技术路线图
图 2.1 高大山羊草转录组数据拼接得到的 unigene 和转录本长度分布图X 轴表示拼接的转录本/unigene 序列长度间距，Y 轴表示拼接的转录本/unigene 序列数目Fig. 2.1 Distribution of spliced unigene and transcribed length from Aegilops longissima RNA-seq data.The x-axis is for the length interval of the splicing transcript/unigene, and the y-axis is the number of each length intervof the all spliced transcripts/unigenes.
【学位授予单位】：中国农业科学院
【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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