CN101760552A - 主要矮秆基因的分子标记研究进展 - Google Patents

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Abstract

80年代以来，分子标记的迅速发展，大大促进了遗传连锁图的构建。也为小麦矮秆基因的研究提供了一个更为有效的方法和手段，目前已找到的部分小麦矮秆基因的分子标记见表1。

Description

主要矮秆基因的分子标记研究进展
技术领域
主要矮秆基因的分子标记研究进展，属于分子生物学领域。
背景技术
80年代以来，分子标记的迅速发展，大大促进了遗传连锁图的构建。也为小麦矮秆基因的研究提供了一个更为有效的方法和手段，目前已找到的部分小麦矮秆基因的分子标记见表1。
Figure G2008102386608D0000011
等(1997)对位于小麦4B和4D染色体上的三个矮秆基因Rht-B1(c4BS)、Rht-D1c(4BS)和Rht-D1b(4DS)进行了分子标记，共找到了8个标记位点：RFLP标记Xpsr144、Xpsr584和Xmwg634分别距Rht-B1c11.9cM、17.1cM和30.6cM，SSR标记Xgwm149距Rht-B1c28.9cM；RFLP标记Xpsr921和Xmwg634分别距Rht-D1c0.8cM、和1.5cM，SSR标记Xgwm165距Rht-D1c28.0cM；SSR标记Xgwm165距Rht-D1b41.1cM。Peng等(1999)对小麦矮秆基因Rht-B1b和Rht-D1b进行测序时发现，这两个同源突变基因与其野生型Rht-B1a和Rht-D1a基因存在一个碱基的差异。
发明内容
对小麦矮秆基因研究取得突破是在Allan(1959)、Gale(1973)等发现某些矮秆基因对低浓度的GA3反应不敏感之后。不敏感矮秆小麦的矮秆特性与赤霉酸不敏感性是一因多效或控制这两个性状的基因表现紧密连锁，因此矮秆基因的赤霉酸反应特性就可以用作矮秆基因的化学标记性状。应用此标记，国内外已鉴定出目前育种上正在应用的Rht1(Rht-B1b)、Rht2(Rht-D1b)、Rht1s(Rht-B1d)、Rht3(Rht-B1c)、Rht10(Rht-D1c)和Rht21等赤霉酸不敏感基因，且可以根据这些基因的赤霉酸反应特性，准确区分分离世代的不同个体是否含有这些矮秆基因。根据后代赤霉酸敏感性分离情况，可以判断所含矮秆基因是处于纯合还是杂合状态，从而减少工作量和用地面积。另外利用该标记并结合系谱分析，还可以追踪和鉴定育成品种中所含矮秆基因的类型。缺陷是赤霉酸处理小麦幼苗检测，耗费时间，最大的缺点是不能区分同对赤霉酸不敏感或同时对赤霉酸敏感的矮秆基因。
80年代以来，分子标记的迅速发展，大大促进了遗传连锁图的构建。也为小麦矮秆基因的研究提供了一个更为有效的方法和手段，目前已找到的部分小麦矮秆基因的分子标记见表1。
Figure G2008102386608D0000012
等(1997)对位于小麦4B和4D染色体上的三个矮秆基因Rht-B1(c4BS)、Rht-D1c(4BS)和Rht-D1b(4DS)进行了分子标记，共找到了8个标记位点：RFLP标记Xpsr144、Xpsr584和Xmwg634分别距Rht-B1c11.9cM、17.1cM和30.6cM，SSR标记Xgwm149距Rht-B1c28.9cM；RFLP标记Xpsr921和Xmwg634分别距Rht-D1c0.8cM、和1.5cM，SSR标记Xgwm165距Rht-D1c28.0cM；SSR标记Xgwm165距Rht-D1b41.1cM。Peng等(1999)对小麦矮秆基因Rht-B1b和Rht-D1b进行测序时发现，这两个同源突变基因与其野生型Rht-B1a和Rht-D1a基因存在一个碱基的差异。Ellis等(2002)根据小麦矮秆基因Rht-B1b和Rht-D1b这两个同源突变基因与其野生型Rht-B1a和Rht-D1a基因存在一个碱基的差异设计了针对这两个同源矮秆基因的野生与突变型基因序列做特异性标记，各得到一条上述四个基因对应的237bp、254bp、237bp和264bp片段的特异性电泳带，该四个片段是Rht-B1a、Rht-B1b、Rht-D1a和Rht-D1b矮秆基因特异性片段，可用于Rht-B1b和Rht-D1b的鉴定。杨松杰等利用Ellis设计的小麦矮秆基因Rht-D1b的2对特异分子标记DF和MR2、DF和WR2检测了我国主要麦区432份主栽品种和高代品系中的矮秆基因Rht-D1b。慕美财等(2005)同样利用Ellis设计小麦矮秆基因Rht-B1b、Rht-D1b的4对特异分子标记NH-BF和MR1、NH-BF和WR1.2、DF和MR2、DF和WR2，对山东小麦品种中矮秆基因Rht-B1b、Rht-D1b的分布情况进行了分子标记鉴定。Korzun等(1998)利用114个F2代单株，应用SSR标记定位了3个与Rht12基因有关的标记Xgwm291，Xgwm410和Xgwm179，其中Rht12与Xgwm291相距5.4cM，与Xgwm410相距11.0cM；应用RFLP标记定位了4个与Rht12有关的位点Xpsr201，Xwgx114，Xpsr164，Xmwg616，其中Rht12基因与Xpsr1201相距15.1cM；还找到一个与Rht8有关的位点WMS261，与该标记仅有0.6cM，成为Rht8的特异性鉴定标记。Ahmad等利用该标记鉴定了不同国家的71份小麦材料，确定了WMS261标记位点的不同片段在这些国家的分布频率。
周阳等(2003)也利用微卫星Xgwm261标记对中国小麦主产区近30年小麦主栽品种和我国主要麦区432份主栽品种和高代品系进行了Rht8矮秆基因的鉴定。万平等(2001)利用RAPD和RFLP分析了Rht3(Rht-B1c)的近等基因系及其分离群体，结果发现RAPD标记S10601900和S10602000扩增片段与Rht3(Rht-B1c)连锁，遗传距离分别为7.1cM和9.2cM；RFLP探针Xpsr584与Rht3(Rht-B1c)基因连锁，遗传距离为8.0cM。李素燕等(2003)以两种遗传背景的西南02、西南05株高近等基因系，京411株高、育性近等基因系为材料，利用保守序列PCR扩增的方法，分离克隆株高相关基因，并最终分离克隆Rht10(Rht-D1c)矮秆基因。于东海等(2006)以小麦-长穗偃麦草矮秆易位系山农31504-1和高秆小麦种质系山农298的F2群体为材料，利用RAPD-SSR法对来自长穗偃麦草的矮秆基因进行了定位，结果发现RAPD标记S152与目标矮秆基因连锁，遗传距离为10.73±3.31cM。
表1部分小麦矮秆基因的分子标记
Figure G2008102386608D0000031

Claims (1)

1.目前已找到的部分小麦矮秆基因的分子标记见表1，
Figure F2008102386608C0000011
等(1997)对位于小麦4B和4D染色体上的三个矮秆基因Rht-B1(c4BS)、Rht-D1c(4BS)和Rht-D1b(4DS)进行了分子标记，共找到了8个标记位点：RFLP标记Xpsr144、Xpsr584和Xmwg634分别距Rht-B1c11.9cM、17.1cM和30.6cM，SSR标记Xgwm149距Rht-B1c28.9cM；RFLP标记Xpsr921和Xmwg634分别距Rht-D1c0.8cM、和1.5cM，SSR标记Xgwm165距Rht-D1c28.0cM；SSR标记Xgwm165距Rht-D1b41.1cM，Peng等(1999)对小麦矮秆基因Rht-B1b和Rht-D1b进行测序时发现，这两个同源突变基因与其野生型Rht-B1a和Rht-D1a基因存在一个碱基的差异，Ellis等(2002)根据小麦矮秆基因Rht-B1b和Rht-D1b这两个同源突变基因与其野生型Rht-B1a和Rht-D1a基因存在一个碱基的差异设计了针对这两个同源矮秆基因的野生与突变型基因序列做特异性标记，各得到一条上述四个基因对应的237bp、254bp、237bp和264bp片段的特异性电泳带，该四个片段是Rht-B1a、Rht-B1b、Rht-D1a和Rht-D1b矮秆基因特异性片段，可用于Rht-B1b和Rht-D1b的鉴定。杨松杰等利用Ellis设计的小麦矮秆基因Rht-D1b的2对特异分子标记DF和MR2、DF和WR2检测了我国主要麦区432份主栽品种和高代品系中的矮秆基因Rht-D1b。慕美财等(2005)同样利用Ellis设计小麦矮秆基因Rht-B1b、Rht-D1b的4对特异分子标记NH-BF和MR1、NH-BF和WR1.2、DF和MR2、DF和WR2，对山东小麦品种中矮秆基因Rht-B1b、Rht-D1b的分布情况进行了分子标记鉴定。Korzun等(1998)利用114个F2代单株，应用SSR标记定位了3个与Rht12基因有关的标记Xgwm291，Xgwm410和Xgwm179，其中Rht12与Xgwm291相距5.4cM，与Xgwm410相距11.0cM；应用RFLP标记定位了4个与Rht12有关的位点Xpsr201，Xwgx114，Xpsr164，Xmwg616，其中Rht12基因与Xpsr1201相距15.1cM；还找到一个与Rht8有关的位点WMS261；与该标记仅有0.6cM，成为Rht8的特异性鉴定标记，Ahmad等利用该标记鉴定了不同国家的71份小麦材料，确定了WMS261标记位点的不同片段在这些国家的分布频率；
周阳等(2003)也利用微卫星Xgwm261标记对中国小麦主产区近30年小麦主栽品种和我国主要麦区432份主栽品种和高代品系进行了Rht8矮秆基因的鉴定。万平等(2001)利用RAPD和RFLP分析了Rht3(Rht-B1c)的近等基因系及其分离群体，结果发现RAPD标记S10601900和S10602000扩增片段与Rht3(Rht-B1c)连锁，遗传距离分别为7.1cM和9.2cM；RFLP探针Xpsr584与Rht3(Rht-B1c)基因连锁，遗传距离为8.0cM，李素燕等(2003)以两种遗传背景的西南02、西南05株高近等基因系，京411株高、育性近等基因系为材料，利用保守序列PCR扩增的方法，分离克隆株高相关基因，并最终分离克隆Rht10(Rht-D1c)矮秆基因，于东海等(2006)以小麦-长穗偃麦草矮秆易位系山农31504-1和高秆小麦种质系山农298的F2群体为材料，利用RAPD-SSR法对来自长穗偃麦草的矮秆基因进行了定位，结果发现RAPD标记S152与目标矮秆基因连锁，遗传距离为10.73±3.31cM。
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