小麦中国春背景下长穗偃麦草E染色体组特异AFLP及STS标记的建立

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扩增片段长度多态性(amplifiedfragmentlengthpolymorphism,AFLP)是一种基于PCR的分子标记。该技术具有快速、灵敏、稳定、可重复和多态性检出率高等优点,可以在不知道基因组序列特点的情况下进行,所以很快适用于研究不同的生物类型。长穗偃麦草(Lophopyrumelongatum)是小麦重要的野生近缘植物之一,具有很多优良性状,是对普通小麦进行遗传改良最有利用价值的偃麦草物种之一。利用长穗偃麦草与小麦杂交相继育成了许多小麦一长穗偃麦草二体附加系和代换系以利用长穗偃麦草的优良性状和基因。目前,用于检测和跟踪长穗偃麦草遗传物质的标记数量十分有限。本研究利用AFLP技术筛选获得了Ee染色体组特异的AFLP标记,并建立起快速、简单、稳定、相对便宜且没有辐射的序列标记位点(seqHencetaggedsite,STS)标记,以期为普通小麦背景中长穗偃麦草外源遗传物质的快速检测提供新途径,主要结果如下: 1.小麦中国春背景下长穗偃麦草Ee染色体组特异AFLP标记的筛选和分析利用AFLP鉴定技术,用5对AFLP引物对中国春、中国春-长穗偃麦草二体代换系和附加系进行分析,共筛选出28个分布于1Ee-7Ee7个染色体特异的AFLP片段。其中,1Ee,2Ee,3Ee和5Ee较多,分别为7,8,5和4个。而4Ee,6Ee和7Ee较少,分别为1,1和2个。 2.特异AFLP片段的克隆测序及分析将这些染色体特异的AFLP片段进行回收、克隆后分别测定了这些片段的全长序列。经过NCBI数据库比对,绝大多数均没有找到相似序列,仅4个序列找到了相似序列,其中,M-CCAG/E-AAT463bp和M-CCAG/E-AAC367bp这2个序列分别为基因间的重复序列,M-CTAG/E-ATT284bp和M-CTAG/E-ATT205bp这2个序列分别为基因的部分序列。 3.长穗偃麦草Ee染色体特异的AFLP标记转化为特异的STS标记把测序后的特异AFLP标记转化为特异的STS标记。其中,位于1Ee染色体上的E-ATC/M-CGTA341bp和E-ATT/M-CTAG265bp,2Ee染色体上E-AAT/M-CCAG139bp和E-ATT/M-CTAG205bp以及位于5Ee染色体上E-AAT/M-CCAG143bp5个Ee染色体特异的AFLP标记成功的被转换为相应染色体的特异STS标记。经去除AFLP人工接头序列后5个片段的大小分别为318、241、116、182和120bp,分别命名为STS318、STS241、STS116、STS182和STS120。其中,STS318和STS241仅在DS1Ee/1A、DS1Ee/1B、DS1Ee/1D和DA1E。中存在,为中国春背景下长穗偃麦草1Ee染色体特异的STS标记。STS116和ST9182仅在DS2Ee/2A、DS2Ee/2B、DS2Ee/2D和DA2Ee中存在,为中国春背景下长穗偃麦草2Ee染色体特异的STS标记。STS120仅在DS5Ee/5B、DS5Ee/5D和DA5Ee中存在,为中国春背景下长穗偃麦草5Ee染色体特异的STS标记。 4.长穗偃麦草Ee染色体特异的STS标记在其它长穗偃麦草中的多态性研究将转换成功的5个STS标记用于扩增其它5个长穗偃麦草居群以鉴定在中国春背景下获得的长穗偃麦草Ee染色体特异STS标记是否对其它的长穗偃麦草居群适用。其中,STS318能在所有5个长穗偃麦草居群中扩增出一条相应大小的目的片段,STS241、STS182和STS120则分别可以在其中的3个不相同的长穗偃麦草居群扩增出目的片段,STS116仅能在其中1个长穗偃麦草居群中扩增出目的片段。表明这些STS标记所扩增的目的片段在其它长穗偃麦草居群中也是存在的,但居群间会有一定的差异,并不是每个标记都在所有的居群中存在。对这5个标记来说,除长穗偃麦草居群P1595139仅有1个标记扩增获得目的片段外,P1206624和P157416有其中的3个标记扩增获得目的片段,其余2个居群均分别有4个标记获得扩增片段,没有出现5个标记在其中均没有获得扩增片段的长穗偃麦草居群。 5.Ee染色体特异的STS标记在其它普通小麦背景中的特异性分析用这5对引物对川农16、川麦42、绵农4号、绵阳26、川麦107、川麦28、川育12和川育16等8个不含长穗偃麦草血缘的小麦品种进行了STS-PCR扩增,结果均没有扩增出目的片段,表明这些标记片段也不是其它小麦中本身所有的DNA片段,确为长穗偃麦草基因组中的染色体片段。显示了它们可以应用于以其它小麦背景和其它长穗偃麦草居群创制的异代换系、附加系中长穗偃麦草遗传物质的检测。
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