小麦花粉致死基因Ki的遗传与分子标记
本文关键词：小麦花粉致死基因Ki的遗传与分子标记，由笔耕文化传播整理发布。
【摘要】：小麦雄性不育材料对小麦杂种优势的利用具有重要意义和价值,国外研究表明,某些特定普通小麦品种间杂交F1代表现的花粉部分不育现象,受控于核基因组花粉致死基因Ki。为了高效选择具有花粉致死基因Ki的材料,利用现代分子生物学技术对Ki进行定位,筛选与此连锁的标记,克隆出花粉致死基因连锁标记片段,建立稳定的筛选体系,对于小麦Ki种质材料的转育和利用将具有重要的作用和意义。本研究取得的主要结果如下:1.通过对可育和不育材料的形态学特征观察,发现二者除了花粉活力外,没有表现出明显的差异。采用花粉活性鉴定发现,败育花粉基本占到总花粉数的1/2,败育花粉染色较浅,由此可知,与花粉完全可育植株相比,花粉败育植株的花粉近半数发育不良,且失去活力。2.根据普通小麦“中国春”与澳大利亚春小麦品种“Timstein”的F1植株的花粉育性检测结果,统计显示,F1植株中花粉不育植株比率占到1/2,在BC1F1群体中,不育和可育植株的比例为1/2,说明小麦花粉致死基因为单基因遗传模式。3.以“中国春”和澳大利亚春小麦品种“Timstein”与83份不同小麦品种杂交获得相应F1,用碘液为染料,对其杂交BC1F1进行花粉染色显微镜观察并对花粉致死基因携带种质进行鉴定筛选,根据结果从中筛选出携带相应等位显性Ki基因的品种有6个,携带相应等位隐性ki基因的品种有18个。4.以“中国春”和“Timstein”的BC1F1代作为定位群体,提取基因组DNA构建“可育池”和“不育池”:用位于小麦6B染色体上85对SSR引物,利用分离群体分组分析法(BSA)进行多态性筛选,其中在育性池间存在差异的有4对引物(Xgwm644、Xgwm311、Xgpw4138和Xgwm626)。将具有多态性的引物再通过BC1F1定位群体进行验证,从中筛选出与目的基因连锁且多态性稳定的2个SSR标记Xgwm626和Xgpw4138。5.运用Mapmaker 3.0软件进行连锁分析,结果表明,Xgwm626和Xgpw4138标记位于目的基因两侧,与Ki基因的遗传距离分别为9.2 cM和6.9 cM,研究结果为Ki基因的分子标记辅助选择和进一步精细定位奠定了基础。
【关键词】：小麦 雄性不育 花粉致死基因 SSR标记
【学位授予单位】：甘肃农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S512.1
【目录】：
- 摘要4-5
- Summary5-7
- 缩略词表7-9
- Ⅰ 文献综述9-21
- 1 小麦雄性不育的研究进展9-10
- 1.1 小麦细胞质雄性不育9
- 1.2 小麦细胞核雄性不育9-10
- 1.3 化学杂交剂诱导小麦雄性不育的研究10
- 1.4 小麦雄性不育利用存在问题10
- 2 小麦雄性不育机理及遗传机制研究10-13
- 2.1 雄性不育的细胞形态学11
- 2.2 雄性不育的生理生化机理11-12
- 2.3 小麦雄性不育遗传机制12-13
- 3 分子标记在植物遗传育种中的应用13-21
- 3.1 分子标记的类型13-16
- 3.1.1 限制性片段长度多态性13
- 3.1.2 随机扩增多态性DNA13-14
- 3.1.3 扩增片段长度多态性14
- 3.1.4 简单序列重复区间扩增多态性14
- 3.1.5 序列特异性扩增区域14
- 3.1.6 相关序列扩增多态性14-15
- 3.1.7 单核苷酸多态性15
- 3.1.8 简单序列重复15-16
- 3.2 分子标记在基因定位中的应用16-18
- 3.2.1 抗病虫性基因定位研究17-18
- 3.2.2 抗逆性基因定位研究18
- 3.3 小麦雄性不育基因定位研究18-20
- 3.3.1 小麦细胞质雄性不育基因定位研究19
- 3.3.2 小麦细胞核雄性不育基因定位研究19-20
- 3.4 花粉致死基因的研究20-21
- Ⅱ 本研究的目的和意义21-23
- Ⅲ 研究技术路线23-24
- Ⅳ 材料与方法24-33
- 1 试验材料24-25
- 1.1 植物材料24
- 1.2 主要试剂24-25
- 1.3 主要仪器设备25
- 1.4 菌株与载体25
- 1.5 培养基25
- 2 试验方法25-33
- 2.1 小麦材料种植与采样25
- 2.2 小麦花粉育性的检测25
- 2.3 育性分离群体与基因池构建25-26
- 2.4 小麦基因组DNA的提取26-27
- 2.5 基因组DNA浓度测定和质量检测27
- 2.6 小麦SSR分子标记引物筛选及PCR扩增27-28
- 2.7 变性聚丙烯酰胺凝胶电泳28-29
- 2.8 连锁值计算与绘制遗传连锁图谱29
- 2.9 连锁标记回收29-30
- 2.10 PCR产物的纯化回收及与载体连接30
- 2.11大肠杆菌感受态细胞制备30-31
- 2.12 大肠杆菌感受态细胞的转化及蓝白斑筛选31
- 2.13 质粒的提取31-32
- 2.14 连锁标记回收测序32-33
- Ⅴ 结果与分析33-43
- 1 不育和可育植株的形态学特征33
- 2 花粉育性检测33-35
- 3 小麦基因组DNA的提取35
- 4 花粉致死基因Ki的遗传特性35-37
- 5 花粉致死基因携带种质鉴定37-38
- 6 SSR标记筛选38-39
- 7 遗传连锁分析39
- 8 特异性片段的回收和测序39-43
- Ⅵ 讨论43-45
- Ⅶ 结论45-46
- 参考文献46-54
- 致谢54-56
- 作者简介56-57
- 导师简介57-58
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