小麦抽穗期基因TaHdM605精细作图

发布时间：2020-10-12 22:09

　　 适宜的抽穗期是保证作物高产稳产的重要前提,因此挖掘抽穗期相关基因并对其功能进行解析,不但可以为培育具有适应不同生态环境的小麦新品种提供候选基因,而且可以增加对小麦抽穗调控机理的理解和认识。小麦抽穗期突变体M605是从小麦偃展4110(YZ4110)EMS突变体库中筛选出的一个特晚抽穗的突变体,其携带一隐性基因Ta Hd M605。我们前期的研究已将Ta Hd M605定位于小麦3DL染色体上。基因的精细作图是基因图位克隆的基石。本文利用小麦基因组序列信息及比较基因组学的原理对小麦抽穗期基因Ta Hd M605所在区段进行了共线性分析,利用序列比对分析的结果开发了大量新的分子标记,绘制了小麦抽穗期基因Ta Hd M605精细遗传图谱。利用Ta Hd M605两侧的分子标记barc42和cfd152的序列分别BLAST水稻、高粱、大麦和短柄草的基因组序列,通过序列的比对分析,将Ta Hd M605基因锁定在水稻的LOC_Os01g66190-LOC_Os01g67360、高粱Sb03g042010-Sb03g042770、大麦3H染色体480Mb-510Mb和短柄草Bradi2g57170-Bradi2g57710区间内,共线性分析表明该区段在不同物种中具有比较好的共线性关系。通过序列的比对分析,在此区间内共开发了1046对SSR分子标记,发现8对连锁的分子标记,其中最近的分子标记M310距离目标基因0.8c M。利用新近发表的小麦中国春3B染色体序列和粗山羊草基因组序列草图又开发了766对对新的SSR分子标记,发现13对连锁的分子标记,其中最近分子标记M35与目标基因共分离。利用新开发的连锁标记,在大的作图群体(3228个F2单株和1468个选自次级分离群体的隐性纯合单株)中对Ta Hd M605进行了精细遗传作图,最终将抽穗期基因Ta Hd M605定位于分子标记M310和M27之间,其中,M35与目标基因共分离,M310有2个重组单株,M27有1个重组单株。通过对共分离标记M35所在scaffold1510和侧翼scaffolds序列中基因及重复序列的详细分析,从中选择15个预测基因用于SNP标记的开发,共获得16个连锁SNP位点,目前正在对这些SNP位点进行验证。此外,利用本室已发表的粗山羊草高密度遗传图,并结合对该作图群体抽穗期表型的调查数据,在粗山羊草7D染色体bin77-bin78区间内定位了一个控制抽穗期的主效QTL,该QTL贡献率为21.73%。通过bin77-bin78区段与水稻基因组序列的比对分析,发现该区段在两物种中的共线性非常差,因此进一步逼近目标基因需要依靠小麦本身的基因组序列信息开发新的分子标记。
【学位单位】：中国农业科学院
【学位级别】：博士
【学位年份】：2015
【中图分类】：S512.1;Q943.2
【文章目录】：
摘要
Abstract
英文缩略表
第一章 引言
    1.1 抽穗期相关基因的研究进展
        1.1.1 拟南芥开花基因研究进展
        1.1.2 水稻抽穗期相关基因的研究进展
        1.1.3 小麦抽穗期相关基因及QTLs研究进展
    1.2 小麦基因的图位克隆研究进展
        1.2.1 小麦基因组特点及研究现状
        1.2.2 小麦基因的图位克隆研究进展
        1.2.3 比较基因组学研究
    1.3 基因克隆新技术的研究
        1.3.1 第二代测序技术的研究进展
        1.3.2 RAD-seq技术研究进展
        1.3.3 RNA-seq技术研究进展
        1.3.4 外显子测序研究进展
    1.4 本研究的目的意义及技术路线
第二章 小麦抽穗期基因TaHdM605的精细作图
    2.1 实验材料与方法
        2.1.1 实验材料
        2.1.2 实验方法
    2.2 结果与分析
        2.2.1 抽穗期突变体M605表型的深入鉴定与分析
        2.2.2 抽穗期基因TaHdM605的遗传作图
        2.2.3 小麦抽穗期基因TaHdM605所在区段的比较基因组学分析以及新分子标记开发
        2.2.4 基于小麦 3B染色体序列信息开发新的分子标记
        2.2.5 基于粗山羊草测序草图开发新的分子标记
        2.2.6 抽穗期基因TaHdM605精细图绘制与重组体基因型分析
        2.2.7 目标区段SNP标记开发
    2.3 讨论
        2.3.1 关于比较基因组学在小麦基因克隆应用上的探讨
        2.3.2 小麦基因克隆SNP分子标记的开发
第三章 利用RAD-seq绘制粗山羊草抽穗期QTL遗传图谱
    3.1 实验材料和方法
        3.1.1 实验材料
        3.1.2 实验方法
    3.2 结果与分析
    3.3 讨论
第四章 全文结论
参考文献
附录
致谢
作者简介

【参考文献】

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1 Vittoria Brambilla;Fabio Fornara;;Molecular Control of Flowering in Response to Day Length in Rice[J];Journal of Integrative Plant Biology;2013年05期

本文编号：2838347