荆州黑麦6r染色体特异标记的开发与定位
：荆州黑麦高抗小麦白粉病、梭条花叶病和纹枯病等多种病害，是小麦遗传改良的重要基因资源。为更好地转移、利用荆州黑麦6R染色体所携抗病基因，筛选更多荆州黑麦染色体特异标记，本研究利用白粉菌诱导的荆州黑麦转录组数据设计了343对引物，在普通小麦辉县红、荆州黑麦和辉县红-荆州黑麦双倍体荆辉1号中进行扩增分析，筛选出223个荆州黑麦特异标记。利用一套辉县红-荆州黑麦异染色体系将其中13个标记定位于6R染色体上，并利用6R染色体长、短臂端体进行了染色体臂定位。
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract. 1
Key words 1
引言 1
1 材料与方法 2
1.1材料 2
1. 2 分子标记分析 3
1.2.1 引物设计 3
1. 2. 2 PCR扩增及检测 3
2 结果与分析 4
2. 1荆州黑麦特异标记的筛选 4
2. 2 荆州黑麦特异标记的染色体定位 7
2. 3 6R染色体特异标记的染色体臂定位 9
3讨论 10
3.1 小麦EST标记在黑麦的的扩增情况和多态性情况 10
3.2 筛选出荆州黑麦染色体特异标记的应用 10
致谢 11
参考文献 11
荆州黑麦6R染色体特异标记的开发与定位
引言
黑麦（Secale cereale）属于禾本科小麦族小麦亚族（Triticinae），染色体数2n=2x=14，染色体组RR。黑麦具有抗白粉病、纹枯病、梭条花叶病、黑森瘿蚊、耐瘠薄等优良性状，目前发现的黑麦抗白粉病基因涉及多个黑麦品种，包括Petkus、Insave FA、Prolific、Rosen、Chaupon、德国白等[15]。研究表明，黑麦属异花授粉作物，具有丰富的遗传多样性[6]，为小麦品种改良提供了丰富的基因资源。发掘和利用不同黑麦品种的抗病基因，并通过基于标记辅助选择的抗性基因聚合育种可以大大拓宽小麦抗性基因的遗传基础，增加小麦的持久抗性。
荆州黑麦（Secale cereale cv. Jingzhouheim
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
ai）是发现于我国湖北省荆州地区襄河两岸沙丘及滩地的一种栽培黑麦类型，不仅抗多种麦类病害、耐瘠薄，而且易于与普通小麦杂交，并已有培育成功小麦品种（系）的报道[7]。通过多年鉴定发现荆州黑麦及本研究室所创造的辉县红荆州黑麦双二倍体高抗小麦白粉病、梭条花叶病、纹枯病等多种病害[8]，并进一步获得了涉及染色体1R、2R、3R、4R、5R和6R的一批辉县红荆州黑麦异附加（代换）系和结构变异体[911]。鉴定表明，荆州黑麦2R染色体上携有抗梭条花叶病基因和抗白粉病基因[10]，其中抗白粉病基因经抗谱分析表明，明显不同于已经报道的位于黑麦Rosen染色体2RL上的Pm7基因，因而该基因初步命名为PmJZHM2RL[2]。荆州黑麦6R染色体长臂上也携有抗白粉病基因[12]，这些新的抗病基因与现有的抗病基因相结合将有助于提高现有小麦品种抗性的稳定性和持久性。
植物EST 计划作为植物基因组计划的一个重要组成部分，已经在拟南芥、水稻、玉米、小麦、油菜等许多植物开展起来，随着EST 计划在不同物种间的不断扩展和研究的深入，DNA 测序技术的不断进步，EST的数量也在呈指数级的惊人速度增长。1991 年各个公共数据库中的EST 数目不足2000 条。1993 年，美国国家生物技术信息中心建立了一个专门的EST 数据库dbEST (data base of EST)来收集和保存所有的EST 数据，截止到2015年01月06日，该数据库已收录了1059个物种多达35248039条的EST序列，其中小麦共1580824条。EST 资源库的不断扩充极大地方便和加快了人们在生命科学领域的研究，也为利用这些数据来开发EST分子标记奠定了基础。Randhawa et al.通过882个第6部分同源群EST标记追踪小麦5154个限制性片段，2043个位点被定位到小麦第6部分同源群上，806个被定位到其他染色体上，基因位点在6B上数量最多，为1544个6D上最少，为1182个，其中264个EST标记的同源位点的被用来构建小麦第6群物理图谱[13]。
分子标记技术在鉴别外源染色体片段和鉴定易位系方面有着广泛的应用。王春梅等根据已定位于普通小麦第一部分同源群的EST序列设计104对STS引物，对中国春、鹅观草、黑麦及簇毛麦进行扩增分析，53对在对照普通小麦中国春、鹅观草、黑麦及簇毛麦之间扩增出多态性，各筛选出5个黑麦1R染色体、簇毛麦1V染色体、鹅观草1Rk染色体特异标记，为深入研究普通小麦远缘杂种材料提供新的工具[14]。庄丽芳等根据小麦盐胁迫诱导和茎秆组织相关EST序列开发了81对 ESTSSR引物，其中67、46、18和61对分别在小麦、黑麦、簇毛麦和大麦基因组中稳定扩增，表现出较高的可转移性。利用小麦缺体四体系共定位了43对引物扩增的81个位点，涉及除4B、3D和6D外的18条染色体。筛选出30个黑麦基因组特异性标记，其中8个可分别追踪黑麦1R、4R、5R和R7染色体[15]。
本研究拟利用白粉菌诱导的荆州黑麦转录组数据，根据白粉菌诱导上调表达的EST设计PCR引物，对普通小麦辉县红、荆州黑麦和辉县红荆州黑麦双倍体荆辉1号进行扩增，分析其扩增特点，筛选荆州黑麦染色体特异标记，利用一套辉县红荆州黑麦异染色体系对其进行染色体定位，并利用涉及6R染色体长、短臂的端体系进行染色体臂定位。
1 材料与方法
1 材料
供试材料及其染色体组成见表1，辉县红、荆州黑麦、HJ单体、二体和6R端二体添加系由李爱霞、陈婷婷、王丹、刘朋等选育[911]。
表1 本研究采用的植物材料及其染色体组成
Table 1 Plant materials and chromosome constitution used in this study
植物材料
Plant material
染色体数
Chr. No
染色体组成
Chr. Constitution
普通小麦辉县红
T. aestivum landrace HXH
42
21″
荆州黑麦
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract. 1
Key words 1
引言 1
1 材料与方法 2
1.1材料 2
1. 2 分子标记分析 3
1.2.1 引物设计 3
1. 2. 2 PCR扩增及检测 3
2 结果与分析 4
2. 1荆州黑麦特异标记的筛选 4
2. 2 荆州黑麦特异标记的染色体定位 7
2. 3 6R染色体特异标记的染色体臂定位 9
3讨论 10
3.1 小麦EST标记在黑麦的的扩增情况和多态性情况 10
3.2 筛选出荆州黑麦染色体特异标记的应用 10
致谢 11
参考文献 11
荆州黑麦6R染色体特异标记的开发与定位
引言
黑麦（Secale cereale）属于禾本科小麦族小麦亚族（Triticinae），染色体数2n=2x=14，染色体组RR。黑麦具有抗白粉病、纹枯病、梭条花叶病、黑森瘿蚊、耐瘠薄等优良性状，目前发现的黑麦抗白粉病基因涉及多个黑麦品种，包括Petkus、Insave FA、Prolific、Rosen、Chaupon、德国白等[15]。研究表明，黑麦属异花授粉作物，具有丰富的遗传多样性[6]，为小麦品种改良提供了丰富的基因资源。发掘和利用不同黑麦品种的抗病基因，并通过基于标记辅助选择的抗性基因聚合育种可以大大拓宽小麦抗性基因的遗传基础，增加小麦的持久抗性。
荆州黑麦（Secale cereale cv. Jingzhouheim
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
ai）是发现于我国湖北省荆州地区襄河两岸沙丘及滩地的一种栽培黑麦类型，不仅抗多种麦类病害、耐瘠薄，而且易于与普通小麦杂交，并已有培育成功小麦品种（系）的报道[7]。通过多年鉴定发现荆州黑麦及本研究室所创造的辉县红荆州黑麦双二倍体高抗小麦白粉病、梭条花叶病、纹枯病等多种病害[8]，并进一步获得了涉及染色体1R、2R、3R、4R、5R和6R的一批辉县红荆州黑麦异附加（代换）系和结构变异体[911]。鉴定表明，荆州黑麦2R染色体上携有抗梭条花叶病基因和抗白粉病基因[10]，其中抗白粉病基因经抗谱分析表明，明显不同于已经报道的位于黑麦Rosen染色体2RL上的Pm7基因，因而该基因初步命名为PmJZHM2RL[2]。荆州黑麦6R染色体长臂上也携有抗白粉病基因[12]，这些新的抗病基因与现有的抗病基因相结合将有助于提高现有小麦品种抗性的稳定性和持久性。
植物EST 计划作为植物基因组计划的一个重要组成部分，已经在拟南芥、水稻、玉米、小麦、油菜等许多植物开展起来，随着EST 计划在不同物种间的不断扩展和研究的深入，DNA 测序技术的不断进步，EST的数量也在呈指数级的惊人速度增长。1991 年各个公共数据库中的EST 数目不足2000 条。1993 年，美国国家生物技术信息中心建立了一个专门的EST 数据库dbEST (data base of EST)来收集和保存所有的EST 数据，截止到2015年01月06日，该数据库已收录了1059个物种多达35248039条的EST序列，其中小麦共1580824条。EST 资源库的不断扩充极大地方便和加快了人们在生命科学领域的研究，也为利用这些数据来开发EST分子标记奠定了基础。Randhawa et al.通过882个第6部分同源群EST标记追踪小麦5154个限制性片段，2043个位点被定位到小麦第6部分同源群上，806个被定位到其他染色体上，基因位点在6B上数量最多，为1544个6D上最少，为1182个，其中264个EST标记的同源位点的被用来构建小麦第6群物理图谱[13]。
分子标记技术在鉴别外源染色体片段和鉴定易位系方面有着广泛的应用。王春梅等根据已定位于普通小麦第一部分同源群的EST序列设计104对STS引物，对中国春、鹅观草、黑麦及簇毛麦进行扩增分析，53对在对照普通小麦中国春、鹅观草、黑麦及簇毛麦之间扩增出多态性，各筛选出5个黑麦1R染色体、簇毛麦1V染色体、鹅观草1Rk染色体特异标记，为深入研究普通小麦远缘杂种材料提供新的工具[14]。庄丽芳等根据小麦盐胁迫诱导和茎秆组织相关EST序列开发了81对 ESTSSR引物，其中67、46、18和61对分别在小麦、黑麦、簇毛麦和大麦基因组中稳定扩增，表现出较高的可转移性。利用小麦缺体四体系共定位了43对引物扩增的81个位点，涉及除4B、3D和6D外的18条染色体。筛选出30个黑麦基因组特异性标记，其中8个可分别追踪黑麦1R、4R、5R和R7染色体[15]。
本研究拟利用白粉菌诱导的荆州黑麦转录组数据，根据白粉菌诱导上调表达的EST设计PCR引物，对普通小麦辉县红、荆州黑麦和辉县红荆州黑麦双倍体荆辉1号进行扩增，分析其扩增特点，筛选荆州黑麦染色体特异标记，利用一套辉县红荆州黑麦异染色体系对其进行染色体定位，并利用涉及6R染色体长、短臂的端体系进行染色体臂定位。
1 材料与方法
1 材料
供试材料及其染色体组成见表1，辉县红、荆州黑麦、HJ单体、二体和6R端二体添加系由李爱霞、陈婷婷、王丹、刘朋等选育[911]。
表1 本研究采用的植物材料及其染色体组成
Table 1 Plant materials and chromosome constitution used in this study
植物材料
Plant material
染色体数
Chr. No
染色体组成
Chr. Constitution
普通小麦辉县红
T. aestivum landrace HXH
42
21″
荆州黑麦
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