小麦光周期与春化基因新变异鉴定
发布时间：2021-06-08 11:01
光周期与春化基因控制小麦的开花,与小麦生长环境的适应性密切相关,最终影响小麦产量和品质。挖掘光周期与春化基因的新等位变异,可丰富小麦种质资源的遗传多样性,为小麦广适性育种提供种质资源和遗传信息。基于课题组前期研究,以春化基因或光周期基因存在新等位变异的小麦品种为材料,利用同源克隆的方法克隆其基因,分析新等位变异的分子结构,开发功能分子标记;在可控温室进行抽穗期鉴定,分析新变异对小麦抽穗期的效应。获得如下结果:1、在小麦品种GLH中,克隆了光周期基因PPD-B1的启动子和编码区全长序列。与该基因已知等位变异的序列比对,品种GLH光周期基因PPD-B1的变异区域位于启动子区部分,与隐性等位变异Ppd-B1b相比有一个4256 bp大小的片段插入,品种GLH光周期基因PPD-B1为一种新等位变异,被命名为Ppd-B1a.3。根据新等位变异的序列组成特点设计一对引物,在含新等位变异品种GLH中特异性扩增出526 bp的条带。在高温短日照温室（温度2024℃,日照时长10h/d）鉴定亲本和F2群体的抽穗期,含新等位变异Ppd-B1a.3亲本GLH的平均...
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
引物Ppd-B1-F和Ppd-B1-R对中国春第2同源群缺体-四体扩增结果
12小麦光周期与春化基因新变异鉴定获得的3768bp的序列与中国春的光周期基因PPD-B1序列（DQ885757）相比，一致性达到100%，表明品种GLH从起始密码ATG上游-600bp到终止密码后119bp的碱基与中国春的序列完全相同图2-1引物Ppd-B1-F和Ppd-B1-R对中国春第2同源群缺体-四体扩增结果M:DL50001:N2BT2D;2:N2DT2A;3:N2AT2B;Fig2-1ThePCRamplificationsofPPD-B1genebytheprimersPpd-B1-FandPpd-B1-RM:DL50001:N2BT2D;2:N2DT2A;3:N2AT2B;图2-2引物Ppd-B1-F和Ppd-B1-R扩增新变异材料GLHM：DNAMarker50001-2：GLHFig2-2ThePCRamplificationofGLHbyprimersPpd-B1-FandPpd-B1-RM：DNAMarker50001-2：GLH为了进一步分析变异材料GLH的PPD-B1基因上游启动子-600bp以上序列的组成，利用前人设计的上游引物TaPpd-B1proF1和下游引206bp_del_25_R1，用于启动子区上游序列克拢用上述一对引物对中国春及其第2同源群的缺体-四体系进行PCR扩增，在中国春及其缺体-四体N2AT2B、N2DT2A中扩增出条带，在N2BT2D无扩增产物，即在缺2B染色体的中国春上无扩增产物，从而将引物定位于2B染色体上（图2-3）。PPD-B1基因位于小麦2B染色体上，表明设计的引物对扩增PPD-B1基因具有特异性。利用上面特异性引物对小麦品种GLH进行扩增，扩增出了5000bp左右大小的条带（图2-4），回收PCR产物进行连接和转化，鉴定阳性克隆，将鉴定合格的三个样品进行测序，测序片段长度为5294bp（附录3）。将编码区与启动子区的序列进行拼接，获得8484bp的序列。与PPD-B1位点已知等位变异类型对比，新变异启动子区序列的大小明显不同于已知等位变异。在已有研究结果中，光周期基因PPD-B1启动子区片段插入的等位变异和编码区PRR基因多拷贝的321M3768bp21M3768bp
第二章小麦光周期基因新等位变异Ppd-B1a.3的序列组成和对抽穗期效应13等位变异分别被命名为Ppd-B1a.1、Ppd-B1a.2，故本研究将品种GLH的光周期基因新等位变异命名为Ppd-B1a.3。图2-3引物TaPpd-B1proF1和206bp_del_25_R1在中国春缺体-四体等材料中PCR扩增结果M:DNAMarker5000;1:中国春;2:N2BT2D;3:N2AT2B;4:N2DT2AFig2-3ThePCRamplificationsofPPD-B1genebytheprimersTaPpd-B1proF1and206bp_del_25_R1M:DNAMarker5000;1:ChineseSpring;2:N2BT2D;3:N2AT2B;4:N2DT2A图2-4引物TaPpd-B1proF1和206bp_del_25_R1扩增条带M:DNAMarker5000bp,1-7:GLH;8:中国春Fig2-4ThePCRamplificationsofPPD-B1genebyprimersTaPpd-B1proF1and206bp_del_25_R1M:DNAMarker5000bp,1-7:GLH;8:ChineseSpring图2-5PPD-B1位点不同变异类型结构Fig2-5ThreedifferentstructuresofallelevariationsatPPD-B1locus206bp_del_25_R1308bpinserting4256bpinserting3‘UTRATG3‘UTR3‘UTR-730bp-638bpPpd-B1bPpd-B1aNovelTaPpd-B1proF1-1364bp-600bpPpd-B1-FPpd-B1-R+3172bpExon1Exon8+11M2341060bp43217658M5294bp1060bp
【参考文献】：
期刊论文
[1]等位变异Vrn-B1a和Vrn-B1b的春化效应及其在黄淮冬麦区小麦品种中的分布[J]. 王轩,鞠丽萍,刘芳军,张钰玉,张帆,付晓洁,冯毅,张晓科. 作物学报. 2014(03)
[2]中国小麦地方品种春化基因的分布及其与冬春性的关系[J]. 姜莹,黄林周,胡银岗. 中国农业科学. 2010(13)
[3]光周期途径植物开花决定关键基因FT[J]. 郭春晓,田素波,郑成淑,王文莉,孙宪芝. 基因组学与应用生物学. 2009(03)
[4]六倍体小麦基因克隆方法研究进展[J]. 李景娟,张正斌,李魏强,徐萍. 麦类作物学报. 2007(02)
[5]光周期影响植物花时的分子机制[J]. 陈晓,李思远,吴连成,王翠玲,陈彦惠. 西北植物学报. 2006(07)
博士论文
[1]普通小麦春化基因的克隆及表达特性分析[D]. 袁秀云.河南农业大学 2009
[2]小麦光周期基因的研究[D]. 郭志爱.四川农业大学 2009
硕士论文
[1]小麦春化基因Vrn-1新等位变异发掘[D]. 王敏慧.中国农业科学院 2011
[2]小麦春化及光周期基因分子标记检测[D]. 黄琼瑞.安徽农业大学 2010
[3]小麦春化基因及其等位变异的研究[D]. 张晶.中国农业科学院 2010
本文编号：3218307
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
引物Ppd-B1-F和Ppd-B1-R对中国春第2同源群缺体-四体扩增结果
12小麦光周期与春化基因新变异鉴定获得的3768bp的序列与中国春的光周期基因PPD-B1序列（DQ885757）相比，一致性达到100%，表明品种GLH从起始密码ATG上游-600bp到终止密码后119bp的碱基与中国春的序列完全相同图2-1引物Ppd-B1-F和Ppd-B1-R对中国春第2同源群缺体-四体扩增结果M:DL50001:N2BT2D;2:N2DT2A;3:N2AT2B;Fig2-1ThePCRamplificationsofPPD-B1genebytheprimersPpd-B1-FandPpd-B1-RM:DL50001:N2BT2D;2:N2DT2A;3:N2AT2B;图2-2引物Ppd-B1-F和Ppd-B1-R扩增新变异材料GLHM：DNAMarker50001-2：GLHFig2-2ThePCRamplificationofGLHbyprimersPpd-B1-FandPpd-B1-RM：DNAMarker50001-2：GLH为了进一步分析变异材料GLH的PPD-B1基因上游启动子-600bp以上序列的组成，利用前人设计的上游引物TaPpd-B1proF1和下游引206bp_del_25_R1，用于启动子区上游序列克拢用上述一对引物对中国春及其第2同源群的缺体-四体系进行PCR扩增，在中国春及其缺体-四体N2AT2B、N2DT2A中扩增出条带，在N2BT2D无扩增产物，即在缺2B染色体的中国春上无扩增产物，从而将引物定位于2B染色体上（图2-3）。PPD-B1基因位于小麦2B染色体上，表明设计的引物对扩增PPD-B1基因具有特异性。利用上面特异性引物对小麦品种GLH进行扩增，扩增出了5000bp左右大小的条带（图2-4），回收PCR产物进行连接和转化，鉴定阳性克隆，将鉴定合格的三个样品进行测序，测序片段长度为5294bp（附录3）。将编码区与启动子区的序列进行拼接，获得8484bp的序列。与PPD-B1位点已知等位变异类型对比，新变异启动子区序列的大小明显不同于已知等位变异。在已有研究结果中，光周期基因PPD-B1启动子区片段插入的等位变异和编码区PRR基因多拷贝的321M3768bp21M3768bp
第二章小麦光周期基因新等位变异Ppd-B1a.3的序列组成和对抽穗期效应13等位变异分别被命名为Ppd-B1a.1、Ppd-B1a.2，故本研究将品种GLH的光周期基因新等位变异命名为Ppd-B1a.3。图2-3引物TaPpd-B1proF1和206bp_del_25_R1在中国春缺体-四体等材料中PCR扩增结果M:DNAMarker5000;1:中国春;2:N2BT2D;3:N2AT2B;4:N2DT2AFig2-3ThePCRamplificationsofPPD-B1genebytheprimersTaPpd-B1proF1and206bp_del_25_R1M:DNAMarker5000;1:ChineseSpring;2:N2BT2D;3:N2AT2B;4:N2DT2A图2-4引物TaPpd-B1proF1和206bp_del_25_R1扩增条带M:DNAMarker5000bp,1-7:GLH;8:中国春Fig2-4ThePCRamplificationsofPPD-B1genebyprimersTaPpd-B1proF1and206bp_del_25_R1M:DNAMarker5000bp,1-7:GLH;8:ChineseSpring图2-5PPD-B1位点不同变异类型结构Fig2-5ThreedifferentstructuresofallelevariationsatPPD-B1locus206bp_del_25_R1308bpinserting4256bpinserting3‘UTRATG3‘UTR3‘UTR-730bp-638bpPpd-B1bPpd-B1aNovelTaPpd-B1proF1-1364bp-600bpPpd-B1-FPpd-B1-R+3172bpExon1Exon8+11M2341060bp43217658M5294bp1060bp
【参考文献】：
期刊论文
[1]等位变异Vrn-B1a和Vrn-B1b的春化效应及其在黄淮冬麦区小麦品种中的分布[J]. 王轩,鞠丽萍,刘芳军,张钰玉,张帆,付晓洁,冯毅,张晓科. 作物学报. 2014(03)
[2]中国小麦地方品种春化基因的分布及其与冬春性的关系[J]. 姜莹,黄林周,胡银岗. 中国农业科学. 2010(13)
[3]光周期途径植物开花决定关键基因FT[J]. 郭春晓,田素波,郑成淑,王文莉,孙宪芝. 基因组学与应用生物学. 2009(03)
[4]六倍体小麦基因克隆方法研究进展[J]. 李景娟,张正斌,李魏强,徐萍. 麦类作物学报. 2007(02)
[5]光周期影响植物花时的分子机制[J]. 陈晓,李思远,吴连成,王翠玲,陈彦惠. 西北植物学报. 2006(07)
博士论文
[1]普通小麦春化基因的克隆及表达特性分析[D]. 袁秀云.河南农业大学 2009
[2]小麦光周期基因的研究[D]. 郭志爱.四川农业大学 2009
硕士论文
[1]小麦春化基因Vrn-1新等位变异发掘[D]. 王敏慧.中国农业科学院 2011
[2]小麦春化及光周期基因分子标记检测[D]. 黄琼瑞.安徽农业大学 2010
[3]小麦春化基因及其等位变异的研究[D]. 张晶.中国农业科学院 2010
本文编号：3218307
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