黑麦1RS特异保守序列克隆及1BL.1RS易位系中反转座子LTR的表达研究

发布时间：2017-04-19 20:00

  本文关键词：黑麦1RS特异保守序列克隆及1BL.1RS易位系中反转座子LTR的表达研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：小麦(Triticum aestivum L.,AABBDD)是我国仅次于水稻的第二大粮食作物,也是世界上重要的粮食作物之一。携带1BL.1RS易位染色体的小麦品种(系)由于具有高产抗病的特性而在全世界大量推广种植。然而,由于1RS来源单一,人们考虑最多的问题是如何拓宽1BL.1RS易位系的遗传多样性。目前开发的1RS特异分子标记为1BL.1RS在小麦育种中的应用研究提供了方便,但对于众多已公布的1RS特异分子标记,其通用性及标记扩增的序列特征还缺乏细致的研究。此外,小麦基因组中含大量反转录转座子序列且具有一定的生物学功能。目前对1BL.1RS易位品种(系)中的反转录转座子序列的表达情况缺乏研究。因此,本实验选取9个在我国具有代表性的1BL.1RS易位或1RS.7DL,7DS.1BL易位品种(系)以及本课题组培育的9个姊妹1BL.1RS易位系为材料,考察了142对已公布的1RS特异引物的通用性,对部分产物进行了克隆测序,同时研究了姊妹1BL.1RS易位系中反转录转座子的LTR(长末端重复序列)的表达情况。本实验首先采用原位杂交的方法对小麦品种进行细胞学鉴定分析,再通过PCR分子标记技术筛选1RS特异标记,然后将这些1RS特异保守序列进行克隆测序分析,最后对姊妹1BL.1RS易位系中反转座子LTR的表达情况进行了初步分析,得到如下创新性的研究结果：1.对实验所用材料进行细胞学鉴定,确定所用的7个小麦品种(系)以及9个姊妹系材料均为1BL.1RS易位系,此外,还有鲁麦11和济南16两个小麦品种(系)为1RS.7DL、7DS.1BL易位系,其余7个对照材料均为不含黑麦染色质成分的纯系小麦。2.通过PCR扩增,对所报道的142对1RS特异引物进行筛选,只有27对引物能从本实验所用的7个1BL.1RS易位系和2个1RS.7DL、7DS.1BL易位系中扩增出1RS特异条带,而对照组中的CS, MY11, CN27, CM107, J1025, R345, R297没有扩增出条带。这27对特异引物分别是：TSM39, TSM81, TSM86, TSM92, TSM103, TSM109, TSM111, TSM123, TSM264, TSM294, TSM303, TSM306, TSM391, TSM460, TSM634, TSM642, TSM716, Top1017, Sec-1, Bmac0213,STSWE126, P6M12-P, ora003, ora004, ora007, ora011,ora012。3.从27对1RS特异引物中,随机选取15对引物的PCR产物进行克隆测序,结果表明,9对引物(ora004, ora007, ora011, ora012, P6M12-P, Top1017, TSM103, TSM109,TSM111)从7个1BL.1RS易位和2个1RS.7DL易位品种(系)中扩增得到的序列完全一致；引物Bmac0213从7个1BL.1RS易位和2个1RS.7DL易位品种(系)扩增出4条不同的序列；引物TSM294扩增出来三种不同的序列；引物ora003、TSM39和TSM123扩增出来了两种不同的序列；而引物TSM264则从7个1BL.1RS易位和2个1RS.7DL易位品种(系)中扩增出13条不同的序列。其中引物TSM39和Bmac0213扩增的序列长度也不相同,而引物TSM294、 ora003、TSM123、TSM264扩增的序列长度相同,核苷酸序列不同。这一结果表明,用基于PCR的分子标记进行遗传多样性分析时,仅凭条带大小进行判断是不准确的。4.根据Tyl-copia类反转录转座子19个家族的LTR序列保守区域设计了21对引物,以9个姊妹1BL.1RS易位系和亲本绵阳11的cDNA为模板,进行了PCR分析,结果表明,6对引物扩增出的片段大小与预计的片段大小一致。其中5对引物在10份材料中都扩增出了产物,而引物TREP228在其中1个易位系14T-80-1中没扩增出产物。将引物Angela-3和TREP228扩增出的序列进行克隆测序,序列比对分析表明这些序列与数据库中的LTR保守区相似性都在90%以上,表明引物TREP228所扩增得到的序列应该属于反转座子LTR序列,说明这些反转座子LTR在1BL.1RS易位系中具有转录活性,并且在不同的姊妹易位系中,LTR表达存在差异。5.本研究结果提供了9对通用且保守的1RS特异引物,为1RS多态性的调查提供了基础。此外,为进一步研究反转录转座子在1BL.1RS易位系中的表达及其功能研究提供了一定的理论基础。
【关键词】：小麦 黑麦 1BL.1RS易位 1RS多态性 反转座子LTR
【学位授予单位】：四川农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S512.1
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1 文献综述11-25
• 1.1 小麦的起源11
• 1.2 小麦远缘杂交育种概况11-12
• 1.3 黑麦基因资源在小麦育种中的应用12-13
• 1.3.1 黑麦属植物12
• 1.3.2 黑麦基因资源12-13
• 1.4 1BL.1RS易位系在小麦育种中的应用13-14
• 1.5 小麦背景中外源物质的检测14-15
• 1.6 真核生物基因组重复序列介绍15-17
• 1.6.1 重复序列的特征15
• 1.6.2 重复序列的功能15-17
• 1.7 植物转座子研究进展17-22
• 1.7.1 转座子的基本特征17-18
• 1.7.2 反转座子的类别18-19
• 1.7.3 反转座子在植物基因组中的分布19-20
• 1.7.4 反转座子的特性20-22
• 1.7.5 反转座子的转录活性22
• 1.8 立题依据22-25
• 2 材料与方法25-41
• 2.1 实验材料25-26
• 2.2 实验方法26-41
• 2.2.1 发根及预处理26
• 2.2.2 中期染色体制片26
• 2.2.3 黑麦基因组探针的制备26-28
• 2.2.4 荧光原位杂交(FISH)探针制备28
• 2.2.5 原位杂交28-29
• 2.2.6 PCR扩增及序列的克隆29-40
• 2.2.7 序列分析40-41
• 3 结果与分析41-54
• 3.1 1BL.1RS易位小麦品种(系)的确定41-42
• 3.2 1BL.1RS易位姊妹系的确定42
• 3.3 1RS特异标记的确定42-43
• 3.4 1RS特异条带的序列特征43-51
• 3.5 反转座子LTR在姊妹1BL.1RS易为系中的表达51-54
• 4 讨论54-57
• 4.1 1RS特异标记54
• 4.2 要谨慎使用基于PCR的分子标记技术来调查研究物种的遗传多样性54-55
• 4.3 对聚丙烯酰胺凝胶电泳分辨率的思考55
• 4.4 表达的反转座子LTR的序列55-56
• 4.6 对材料中未表达反转座子LTR的分析56-57
• 参考文献57-65
• 致谢65-66
• 附录66-77
• 攻读学位期间发表的学术论文目录77

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1 周汉平，李滨，李振声;蓝粒小麦易位系选育的研究[J];西北植物学报;1995年02期

2 张佰臣;小麦，

本文编号：317004