张立立[1]2004年在《大麦天然突变体穗分枝新基因的发现及分子标记定位》文中进行了进一步梳理大麦是小麦族中重要的属之一，是世界上栽培最古老的居于小麦、玉米、水稻之后第四位最重要的禾本科作物。作为经济作物及遗传学研究中广泛应用的模式植物之一，大麦正受到各国大麦科学工作者的广泛重视。选育产量高的品种一直是大麦育种家努力追求的目标。穗数型育种是高产育种的主要策略之一。因此，发掘和培育分枝的大麦品种可为大麦高产育种奠定重要的基础。 大麦的分枝类型，综合起来可归纳为两大类：一是普通分枝型，即在大麦茎秆节位长出分枝茎，然后从分枝茎长出穗子；二是穗分枝型。在穗分枝型中，具有支穗的穗分枝大麦在高产育种中利用价值较大。我们于1996年在四川农业大学多营农场种植的六棱青稞大麦地方品种“雪儿冬”(ZDM08757)群体中发现的穗分枝天然突变体f151，具有良好的穗部结构特点，对育种有较大的潜在的应用价值。用f151分别与大麦地方品种“七盘沟”(ZDM0863)、“雅安弯弯麦”(ZDM08953)和Gateway进行正(反)交和回交，对其F_1、F_2、B_1和B_2群体进行穗分枝性状调查和遗传分析，确认f151的穗分枝性状受细胞核中1对隐性基因控制，无细胞质效应。 本研究以f151×Gateway的F_2群体为作图群体，利用SSR标记结合F_2群分法，发现f151穗分枝基因与第4H染色体短臂上的SSR标记HVM40连锁。进一步用大麦第4H染色体短臂上的SSR标记HVM40和RFLP标记及小麦第4连锁群的SSR标记，对F_2群体进行连锁分析，构建了第4H染色体的部分遗传连锁图，将该基因定位于第4H染色体短臂的SSR标记HVM40和RFLP标记CD0669之间，图距分别为8.7cM和5.8cM。该基因为首次发现并定位，暂定名为mb。
冯宗云[2]2003年在《中国野生及栽培大麦的分子进化与大麦穗分枝新基因的分子作图》文中研究指明分子进化和基因的分子作图是分子生物学研究中的重要内容。特异种质资源的发掘、研究和利用是作物遗传育种研究的主要课题。大麦(Hordeum vulgare L.)是世界上最重要的、最古老的栽培作物之一，也是一种重要的经济作物和遗传学研究的模式植物，一直受到作物遗传育种学家、植物生理学家及分子生物学家的广泛关注。中国是大麦的起源中心之一，穗分枝性状是大麦高产育种中努力追求的目标。因此，从分子水平上研究中国野生及栽培大麦的进化与大麦穗分枝性状基因的定位，具有重要的理论和实际意义。 1．中国野生及栽培大麦的分子进化 中国西藏是中国栽培大麦的起源中心，野生二棱大麦、野生瓶形大麦和野生六棱大麦在该地区有广泛的分布。裸大麦也叫青稞，是居住在誉有“世界屋脊”之称的中国青藏高原的藏族同胞用作“糌粑”的主要食物。六棱裸粒栽培大麦是在中国栽培最早的大麦。野生二棱大麦和野生六棱大麦，谁是中国栽培大麦的祖先?中国栽培大麦是如何传播的?微卫星标记是第二代分子标记，具有许多优点，是研究群体遗传变异比较好的标记，已广泛用于分子遗传图谱的构建、遗传多样性研究、种质鉴定、基因定位、分子标记辅助选择及起源与进化研究等。因此，应用微卫星标记技术研究上述问题，有利于阐明中国栽培大麦的起源与进化、保护和有效利用遗传资源。其主要结果如下：—一一一一一一卫些塑鲤丝丝一一一 1.应用微卫星标记研究西藏野生大麦的进化关系与遗传分化… 以西藏“个地区(市’的’”6份野生大麦为材料·包括’。份野生并棱大麦、27份野生瓶形大麦和“”份野生六棱大麦，用Liu等(’”%’发表的牢sR连锁图的每个连锁群的两个臂的不同位置上平均选取“个共35个SSR标朴研究了西藏3类野生大麦的遗传多样性与遗传分化。结果表明，这3类野件大麦在遗传组成及等位变异频率分布上存在着明显的遗传分化。在总样本中;平均每个ssR位“检测至“7·6个”位变”，等位变””在，类”生大麦间有募着的”异。其进化关系为:野生二棱大麦一野生瓶形大麦一野生六棱大麦，即野生二棱大麦为中国栽培大麦的祖先，野生六棱大麦为野生二棱大麦向栽培产麦进化的过渡类型，该结果支持了栽培大麦起源的“野生二棱大麦单系起源跨”的观点。推测野生六棱大麦为杂种起源。一 ，·应用微卫星标记研究西藏野生二棱大麦的，传多样性与地理科化 用来自大麦7个连锁群不同位置上的35个SSR标记，研究了西…藏不同地区(市’的’O份野生二棱大麦的遗传多样‘性及地理分化。结果表明:i西藏山南地区的平均遗传多样性和平均等位变异数最高，总变异的’，08%一37·5冷%(平均，3·09%)是由于地区间的分化引起的，表明西藏野生二棱大麦存在一{定程度的地理分化。推测西藏山南地区可能是西藏野生二棱大麦的起源中，。，…也是西藏野生大麦和中国栽培大麦的起源中心。西藏野生二棱大麦可能是以吐起源地，然后向藏东、藏北、藏西和藏南方向传播的。 “·中国青藏高原六棱裸粒栽培大麦地方品种演化的分子证据… 本研究共选用了“，份来自中国青藏高原的六棱裸粒栽培大麦地市品种，其中，西藏25份，青海“0份，四)’l的甘孜州““份。用来自大麦7个件锁群不同位置的3’个S“R标记研究了这’组材料的遗传多样性·地理分化孕演化乞在65份材料中，共检测到248个等位变异，119个(47.98%)为共用等位变异。西藏拥有的特有等位变异数最多，约为青海的‘·，倍，甘孜”“的，债。遗传多样性及等位变异总数的’顶序为‘西藏>青海>甘孜。这’组大麦间介在明显的地理分化(‘“·，8%’。绝大多数SsR位点(7‘.4%’的等位变异频率分布在这3组大麦间存在显着或极显着差异，表明根据SsR等位变异频率分布李能了解其分化。聚类分析表明，绝大多数材料基本上可按其来源归类。这些竿果充分表明，六棱裸粒栽培大麦可能是以西藏为起源中心，向青海、甘孜进行传播的。根据‘研究与己有的研究结’的比较’产测西“‘大“‘的‘…’样性‘四川大学博士学位论文其习11化后与该地的野生二棱大麦发生了复天然杂交，从野生二棱大麦带渗入了大量的遗传变异的结果。西藏野生六棱大麦与六棱裸粒栽培大麦之间扮在明显的遗传分化。 日.大麦穗分枝新基因的分子作图 fl51是我们于19%年在青棵地方品种中发现的穗分枝性状天然突变体，具有良好的穗部结构特点，是大麦高产育种中很有价值的育种材料。应用fl51与不同大麦品种进行正反杂交和回交，对其F，·FZ、“，和BZ群体进行件分枝性状调查和遗传分析，确认fls‘的穗分枝性状受‘对隐性基因控制，无钾胞质效应。以‘ns‘·Gateway’FZ群体为基础，应用SSR和即LP标记结合…群分件发现第4H染色体短臂上的SSR标一记HVM4口与该基因连锁，进一步率用FZ群体将该基因定位于4HS上的SsR标‘己~“和盯LP标记CD哪叫之间，图距”别“8’7cM和”‘cM‘由于该基因是”次发现”定位’”““定将“州”。关键词:大麦;微卫星标一‘己;RFLP标一i己;遗传多样性;进化;分化;…穗分枝; 基因定位誉之户
黄碧光[3]2005年在《大麦多棱分枝突变体的遗传分析和基因定位》文中研究指明大麦是一种重要的农作物。大麦突变体的获得和深入研究是开展大麦基因克隆和功能研究的关键,是利用生物技术手段改良大麦农艺性状的基础。大麦多棱分枝穗突变体(prbs),是本课题组从玉米总DNA浸泡莆大麦2号花序的处理二代中发现的,表现为多小穗数目不规则,并且有产生穗分枝的倾向,从而呈现不规则多棱。初步遗传分析表明,该突变性状相对于受体亲本莆大麦2号的二棱为隐性,是穗棱型变异的一种,受一隐性基因prb控制。已发现的大麦穗棱型基因分别位于5条染色体上,即vrs1(2H)、vrs2(5H)、vrs3(1H)、vrs4(3H)和int-c(4H),这些基因等位基因内互作和等位基因间的互作,产生各种穗棱型。大麦穗棱型除二棱外,六棱是最常见的。本项目进一步研究了prb与六棱基因(记为n)之间的遗传关系,并利用SSR标记对prb和n进行了定位。另外,还对互作基因定位的策略进行了研究。主要结果如下: 1、对prbs的遗传分析:建立四个大麦杂交组合(六棱×二棱、多棱分枝×二棱、多棱分枝×六棱和六棱×多棱分枝),对其F_1、F_2和F_3的穗棱型进行了调查分析。结果显示:在六棱×二棱组合中,六棱相对于二棱受一对隐性基因(n)控制;在多棱分枝×二棱组合中,多棱分枝相对于二棱也受一对隐性基因(prb)控制;在多棱分枝×六棱和六棱×多棱分枝组合F_2代中,二棱∶六棱∶多棱分枝=9∶3∶4,穗棱型表现为受两对基因互作控制,其中一对基因控制二棱和六棱的表现,六棱为隐性,另一对基因控制多棱分枝与否的表现,多棱分枝为隐性,并且prb/prb对二棱/六棱基因具有隐性上位作用。 2、互作基因定位的策略:基因互作是常见的遗传现象,但目前还没有提出互作基因定位的专门方法。考虑到Bulked Segregant Analysis(BSA)结合Mapmaker/Exp软件是目前许多学者所熟悉的定位单个主基因的常用
唐如春[4]2011年在《小麦ramosa2的克隆、表达及转基因初步研究》文中进行了进一步梳理小麦(Triticum aestivum)是世界上分布范围最广、栽培面积最大、总产量最高的粮食作物,其产量受到育种专家的高度关注。小麦、水稻、玉米等禾本科粮食作物的产量直接受穗部形态结构的影响,因而研究麦类作物穗形态发育及其分子机制不仅具有重要的理论意义,而且对麦类作物产量的提高及品种改良具有非常重要的指导意义。相对于其它小麦品种来说,多小穗、多粒是穗分枝小麦所具有的特性,其生产主要上表现为产量构成叁要素之一的穗粒数显着增加。分枝穗(branched spike)通过主穗轴节上形成支穗轴着生更多小穗,从而增加了小穗的数目和穗粒数。对穗分枝现象的研究不仅有利于阐明小麦穗形态发育建成过程,而且能够将其应用于小麦的丰产育种。已有研究表明,RAMOSA基因通路调控了玉米穗部形态发育,决定穗分生组织的分化。小麦中是否存在ramosa同源基因,该类基因突变是否会影响小麦穗形态建成导致小麦穗分枝?为了回答这一问题,本研究克隆了圆锥小麦ramosa2(TtRa2)基因,并对重组TaRA2的DNA结合特性进行分析;同时利用RNAi技术,通过基因枪介导的遗传转化试图获得ramos2和ramosa3下调表达的转基因植株,明确小麦ramosa基因的功能。本论文获得以下研究结果:1.从圆锥小麦中克隆到了长度为774bp的TtRa2基因,TtRA2含有LOB和RA2结构域,LOB结构包括3个保守的区块C-block、GAS-block和Leu zipper coiled coil,属于Ⅰ类LBD蛋白家族成员。同源分析表明,其与普通小麦(Triticum aestivum)、大麦(Hordeum vulgare)、二穗短柄草(Brachpodium distachyon)、水稻(Oryza sativa)、玉米(Zea mays)和高粱(Sorghum bicolor)的RA2氨基酸序列一致性分别为97.3%、94.9%、81.3%、80.1%、77.0%和75.2%。2.通过RT-PCR检测了TtRa2在圆锥小麦幼根、茎、幼叶、幼穗、种子5种组织中的表达水平,结果表明,TtRa2仅在幼穗中高丰度表达。3.原核表达分析结果显示融合的TtRA2主要以可溶性形式存在,其表达量占总蛋白的68.6%。使用凝胶迁移阻滞试验分析重组TtRA2对DNA序列特异结合能力的,结果显示重组TtRA2可与包含核心序列“GCGGCG”的DNA探针特异性结合,两者形成的复合体的解离常数约为10 nmol/L。4.对绵阳19成熟胚、幼胚离体再生体系优化结果显示,以下激素配比能有效提高小麦成熟胚、幼胚愈伤组织的分化率及改善再生植株的生根状况。分化培养基:1.0 mg/L ZT +1.0 mg/L IAA;生根培养基:0.25 mg/L NAA。5.对愈伤组织进行Basta的敏感性实验,确定了分化阶段Basta的最适选择压力浓度为6 mg/L。6.利用RNAi表达载体pAHC-ra2、pAHC-ra3以绵阳19幼胚、成熟胚为受体材料进行转化,总共转化愈伤组织5439块(幼胚愈伤组织:1819,成熟胚愈伤组织:3620),经Basta进行抗性筛选,共获得475株抗性苗。
杨爽[5]2010年在《玉米光周期敏感相关基因ZmCOL的克隆及功能验证》文中研究表明热带、亚热带玉米种质具有丰富的遗传变异,对其改良并利用可以拓宽中国玉米种质遗传基础、提升育种水平。然而,光周期敏感性严重限制了热带、亚热带种质在温带的利用。因此,分离、克隆并研究玉米光周期敏感相关基因并揭示光周期敏感的遗传特性和内在分子机制,对热带、亚热带玉米种质的有效利用具有重要的理论和实践意义。本研究以光周期敏感自交系CML288和光周期钝感自交系黄早4为材料,利用同源克隆的方法克隆了与拟南芥CO、水稻OsHd1同源的玉米ZmCOL基因;利用实时荧光定量PCR法研究了ZmCOL基因的昼夜表达模式,分析了不同发育时期叶片和茎尖中ZmCOL基因的表达情况及ZmCOL基因与ZmGI和ZmFT基因之间的表达关系;构建了ZmCOL基因全长及保守结构域的35S融合表达载体,对ZmCOL基因全长及保守结构域进行了亚细胞定位研究;构建了ZmCOL基因的过量表达载体,通过农杆菌浸染花序法转化拟南芥,得到了转基因一代植株;通过玉米光周期敏感相关性状,对21份玉米自交系的光周期敏感性进行了初步鉴定,并结合这21份材料中ZmCOL基因的序列变异,分析了ZmCOL基因序列变异与玉米光周期敏感性状的相关性。主要研究结果如下:1.利用同源克隆等方法,成功克隆了玉米类ZmCOL基因。该基因序列含有2个外显子和1个内含子,CDS序列中含有1197/1188bp的开放性阅读框,推测编码一条含有398/395个氨基酸的肽链。系统进化树分析发现,ZmCOL与水稻OsHd1位于同一进化分枝,其亲缘关系最近,同源性达87.10%。蛋白结构预测显示其蛋白含有CO/Hd1基因典型的BBOX和CCT功能域,表明ZmCOL基因是CO/Hd1的同源基因。在光敏感材料CML288和光钝感材料黄早4的ZmCOL基因的ORF中有一连续九个碱基的插入/缺失变异,该变异引起了ZmCOL蛋白序列的差异,推测该变异与玉米自交系的光周期敏感程度相关。2.应用实时荧光定量PCR研究了ZmCOL基因在CML288和黄早4长短日照两种处理条件下的昼夜节律表达规律及其在不同部位、不同的发育阶段的表达规律,分析了ZmCOL基因与拟南芥GI和FT的在玉米中的同源基因ZmGI、ZmFT的表达关系。结果表明:在长短日照处理条件下,与拟南芥CO和水稻OsHd1一样,两种玉米自交系中ZmCOL基因表达均表现出昼夜节律性。ZmCOL基因在黄早4和CML288的叶片和茎尖中均有表达,但在玉米的不同发育时期,ZmCOL基因的表达量呈现出高低不同的动态变化,其在茎尖和叶片中的表达高峰时期与玉米光周期诱导敏感期一致,表明ZmCOL基因可能在玉米的光周期诱导敏感期发挥作用,在该时期ZmCOL基因在不同敏感程度的自交系中的主要表达部位有所不同,在光钝感材料中ZmCOL基因在叶片的表达量较高,而在光敏感材料中ZmCOL基因在茎尖的表达量较高,但ZmCOL基因在叶片中的表达量最终决定了玉米自交系材料能否正常完成光周期诱导敏感期的光周期诱导。基因间的表达关系研究表明,ZmGI基因位于ZmCOL基因的上游,调控ZmCOL基因的昼夜表达节律;ZmCOL基因位于ZmFT的上游,在玉米发育的前期及光周期诱导敏感期发挥作用;而下游基因ZmFT,在玉米发育的后期即花发育敏感时期起调控作用。3.成功构建了玉米ZmCOL基因的35S融合表达载体并通过基因枪轰击,使其在洋葱表皮瞬时表达,结果表明,ZmCOL是一个核定位蛋白,其保守结构域CCT是该基因唯一的一个核定位信号,具有核定位功能;构建了过量表达载体3301-221-ZmCOL,且将该基因转入野生型拟南芥,对阳性候选转基因的PCR鉴定表明,已经成功将该基因转入拟南芥。4.通过分析21份不同的玉米自交系的光周期敏感性及表型性状与ZmCOL基因序列变异的相关性,结果表明,不同种质类群的玉米自交系光周期敏感程度不同,其中热带种质的自交系光周期敏感性最强;表型性状的动态聚类将不同玉米自交系光周期敏感程度划分为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级和Ⅳ级四个等级,随着等级的升高,其含有的玉米自交系的光周期敏感性越强;ZmCOL基因序列变异位点2+(523-531)与光周期敏感相关性状密切相关,与抽雄、散粉、吐丝、株高、穗位及叶片数的相关性均达显着或极显着水平;而其它位点的变异与光周期敏感性状之间的相关性不显着。
参考文献：
[1]. 大麦天然突变体穗分枝新基因的发现及分子标记定位[D]. 张立立. 四川农业大学. 2004
[2]. 中国野生及栽培大麦的分子进化与大麦穗分枝新基因的分子作图[D]. 冯宗云. 四川大学. 2003
[3]. 大麦多棱分枝突变体的遗传分析和基因定位[D]. 黄碧光. 福建农林大学. 2005
[4]. 小麦ramosa2的克隆、表达及转基因初步研究[D]. 唐如春. 西北农林科技大学. 2011
[5]. 玉米光周期敏感相关基因ZmCOL的克隆及功能验证[D]. 杨爽. 河南农业大学. 2010
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