基因组重复序列分离与小麦-外源渐渗系鉴定

【作者】 李光蓉； 张洪军； 高丹； 唐宗祥； 符书兰； 杨恩年； 杨足君；

【机构】 电子科技大学生命科学与技术学院； 四川农业大学农学院； 四川省农业科学院作物科学研究所；

【摘要】 小麦远缘杂交与染色体工程技术将小麦族外源物种的优异基因转移到栽培小麦中,为小麦分子育种创制了一大批可持续利用的种质资源。由于小麦族植物基因组结构的复杂性,特别是基因组中重复序列达80%以上,为准确鉴定小麦-外源渐渗系新种质带来了困难。在小麦与非洲黑麦(Secale afrianum)、多年生簇毛麦(Dasypyrum breviaristatum)和茸毛偃麦草(Thinopyrum intermedium ssp.trichophorum)杂交后代的抗性新种质鉴定中,利用比较基因组学分析方法,我们分离了黑麦染色体组Ty1-copia重复序列、簇毛麦染色体组特异长末端重复序列(LTR)和端部近端部重复序列pHv122,以及偃麦草J和J~s染色体组特异转座子序列,结合基于合成探针的重复序列非变性荧光原位杂交(ND-FISH)技术,高效准确鉴定了小麦-外源双二倍体、异染色体系、渐渗系中外源染色体结构和组成,同时发现野生黑麦和栽培黑麦、一年生簇毛麦和多年生簇毛麦染色体组重复序列遗传分化特征,以及簇毛麦染色体组与中间偃麦草染色体组的进化关系。进一步结合小麦基因组特异重复序列原位杂交方法,鉴定了外源染色体的转入诱导产生一批小麦染色体之间的重组新类型,发现远缘杂交自发诱导的小麦染色体断裂重组,主要发生在高度重复序列富集区域。本研究开发的新型重复序列标记,可用于高效准确鉴定小麦染色体工程创新材料,辅助育种选择,同时为深入开展染色体基因组学研究与小麦族基因组进化分析奠定了基础。更多还原