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百薩偃麥草染色體5J特異標記的開發與應用

時間:2019-05-10 12:56來源:畢業論文
利用軟件bowtie將百薩偃麥草EST序列與小麥第五同源群基因組序列進行比對,發現397條與小麥第五同源群基因組序列高度相似,選取其中100條設計引物

摘要:百薩偃麥草(Thinopyrum bessarabicum Löve, 2n=14, JJ)攜帶多種重要的抗病和抗逆基因,是小麥改良的重要基因資源。為發掘和利用百薩偃麥草有利基因,南京農業大學通過高通量測序獲得了百薩偃麥草鹽脅迫后的轉錄組序列,并經過拼接共獲得EST序列47877條。本文利用軟件bowtie將百薩偃麥草EST序列與小麥第五同源群基因組序列進行比對,發現397條與小麥第五同源群基因組序列高度相似,選取其中100條設計引物,并在中國春、中國春-百薩偃麥草雙二倍體和中國春-百薩偃麥草代換系DS5J(5A)上進行PCR擴增發現,其中有19對在5J上具有特異擴增位點,可以作為特異分子標記;結合前人開發的標記,共利用13個5J特異標記對前期選育出的12個涉及5J的變異體進行了分析,發現2個單株和一個株系涉及短臂小片段易位,1個單株為短臂端體,3個單株涉及長臂變異分別為為長臂等臂染色體i5JL•5JL,長臂小片段易位為T4BL•4BS-5J和缺失del5JL,3個單株和1個株系涉及大片段易位,其中16YJ1-6-3.3-5為復雜易位類型,同時包含大片段和小片段易位端體或缺失;劉志濤(2014)選育的16YJ127為純合大片段易位株系,命名為T5JS.5JL-W#2。利用這些變異體,將3個新開發的標記定位于5J染色體不同區段,為進一步轉移和利用其有利基因提供了基礎。轉錄組測序與染色體工程相結合,可以加快小麥親緣物種百薩偃麥草染色體特異標記的開發,結合染色體工程誘致的系列變異體,可以對分子標記物理作圖和目標基因的精細定位提供幫助。35246
畢業論文關鍵詞:小麥;共線性;百薩偃麥草;分子標記;轉錄組 源¥自%六^^維*論-文+網=www.aftnzs.live
Development and application of molecular markers specific for Thinopyrum bessarabicum chromosome 5J
Abstract: Thinopyrum bessarabicum chromosome 5J contains genes such as hardness, vernalization and dwarf status, representing an important gene resource for wheat improvement. After RNA-Seq, 4 Gb sequences were generated from a Th. bessarabicum transcriptome. De novo assembly produced 47877 sequences. Using bowtie software, 397 sequences of them were identified with high similarity to homoeologous group 5 chromosomes of wheat and 100 EST-SSR primer pairs were designed using these sequences. Amplification in Chinese Spring (CS), CS- Th. bessarabicum amphiploid and CS- Th. bessarabicum disomic substitution lines DS5J(5A) found 19 primer pairs produced specific bands in 5J and could be used as specific markers. Combined with previously identified markers, total 13 markers were applied to identify the chromosome constitution of 12 CS- Th. bessarabicum chromosome aberrations involving 5J which identified two plants and one line were small segmental translocations involving 5JS, one plant was telosome 5JS, three plants and one line involved variation of 5JL, and one homozygous line was T5JS.5JL-W#2. Based on these aberrations, three new developed markers were located to different segments of 5J. This result indicated that transcriptome sequencing combining with marker-assisted selection would facilitate chromosome engineering of wheat and help developing physical maps of alien chromosomes.
Key words: wheat; synteny; Thinopyrum bessarabicum; molecular marker; transcriptome
目錄
摘要.3
關鍵詞.3
Abstract....3
Key words ...3
引言..3
1 材料與方法..4
1.1 材料  ...5
1.2 序列比對與引物設計法...5
1.3 分子標記分析...5
2 結果分析..5
2.1 百薩偃麥草5J染色體特異分子標記開發 ....5
2.2 涉及5J變異的分子標記分析 5 源¥自%六^^維*論-文+網=www.aftnzs.live
3 討論 .... 7
致謝.10
參考文獻.10
百薩偃麥草染色體5J特異標記的開發與應用引言:由于集約化栽培和少數骨干品種的廣泛推廣,小麥遺傳基礎日趨狹窄,嚴重限制了小麥產量和品質的進一步提高,加劇了小麥應對生物和非生物脅迫的脆弱性[1]。小麥野生近緣種中攜有豐富的抗逆基因,通過染色體工程可以將這些基因導入普通小麥,豐富小麥的遺傳基礎,提高小麥的抗逆能力[2]。百薩偃麥草(Thinopyrum bessarabicum Löve, 2n = 2x = 14, JJ)耐鹽和兼抗多種麥類病害,是小麥改良的重要基因資源[3]。研究發現,小麥的第5部分同源群染色體上攜有抗病、春化、抗寒性、產量和品質等有利基因[4],推測百薩偃麥草染色體5J可能攜有有利的同源基因,對于拓寬栽培小麥的遺傳基礎具有潛在的應用潛力。誘致涉及不同百薩偃麥草染色體的易位系是精細定位、轉移和利用這些基因的前提,而開發簡單經濟有效的PCR標記,有利于加快百薩偃麥草染色體工程[5]。二代測序技術(NGS)給禾谷類作物發掘其近緣物種的有利基因提供了一個有效的手段[6],例如,基于轉錄組測序的EST(expressed sequence tags)的 SSR(EST-SSR)標記開發,與傳統的基因組SSR相比,更加簡單高效[7],通過高通量測序,獲得百薩偃麥草轉錄組序列,并通過拼接獲得EST contig序列。劉志濤(2015)[8]利用這些EST序列開發了一批百薩偃麥草的EST-SSR標記并用于物理圖譜的構建和易位系的鑒定。李晨旭等(2015)利用這些序列與已經公開發表的小麥D基因組框架序列進行比對分析,鑒定百薩偃麥草相對特異的基礎序列,利用這些基礎序列中的部分序列設計PCR引物、開發并定位一批染色體特異標記,并利用這批特異標記對細胞學鑒定出的中國春-百薩偃麥草易位系進行分析[5],這些標記在鑒定易位染色體身份和缺失作圖中的有很大的應用潛力。 百薩偃麥草染色體5J特異標記的開發與應用:http://www.aftnzs.live/shengwu/20190510/33099.html
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