遺傳發育所水泄不通鼓動小麥遠緣雜交及著絲粒

  遺傳發育所水泄不通鼓動小麥遠緣雜交及著絲粒結構功能研究獲進展

 

  小麥與黑麥的雜交任务始於1值得一提的是,傳祺新動力車型並不局限在乘用車范疇  ,明年還將向市場推出純電物流車9世紀70年代,英國A. S. Wilson以小麥為母本、黑麥為父本進行屬間雜交獲得真正的屬間雜種,雜種高度不育 。1888年,德國育種傢W. Rimpau在平凡小麥與黑麥的雜種不育株的一個穗子上失掉種子,長成的植株能自行生殖失掉後代,這是由於低溫使雜種F1自然加倍而构成的可育小黑麥。育種傢和遺傳學傢看到小黑麥的優良性狀,一百多年來,不断進行小麥與小黑麥的回交、自交來進行新品種選育。全世界現在推廣的平凡小麥品種中大約有70%含有一對特别的染色體:我們稱為1BL/1RS易位系,也就是平凡小麥第一同源群B組染色體的長臂與黑麥的1R染色體短臂連接在一同构成小麥-黑麥染色體易位系。我國許多大面積推廣的小麥新品種含有這條交融著絲粒的染色體 。為什麼這條易位染色體且是整臂易位在小麥育種中發揮瞭云云宏大的作用?

  遺傳與發育生物學研讨所韓方普研讨組長期從事小麥遠緣雜交及染色體工程育種研讨,從2009年開始,對全世界推廣的幾百份1B/1R易位系進行瞭染色體著絲粒結構研讨,發現瞭十分风趣的結果:1B/1R易位系全部含有交融著絲粒,50%來自小麥,50%來自黑麥 (圖A) 。通過對黑麥著絲粒特異反轉座子 (centromere specific retrotransposon) (pAWCR1) 的深化研讨,發現黑麥的著絲粒反轉座子在易位系小麥新品種中是活躍轉錄的 (圖B)。麥類的CENH3基因位於第一同源群染色體的長臂 (Yuan et al, 2015, New Phytologist),CENH3組蛋白loading結果标明:易位系的黑麥局部著絲粒使用小麥的CENH3組蛋白行使著絲粒的功用。研讨組也試圖解答一個問題:為什麼隻有交融的著絲粒應用生產?多年努力想獲得含有小麥著絲粒或黑麥著絲粒的1B/1R易位系,來研讨轉錄及表達的影響,但幾千份易位系篩選失掉第一同源群易位系均是交融著絲粒易位染色體。

  隨著1RS抗性消逝及育種需求,韓方普研讨組使用從美國引進的200份黑麥原料進行新的小麥-黑麥雜交,獲得大批雙二倍體,並且完好树立瞭新的黑麥附加系和雙端體系列原料,新的1B/1R易位系均是交融著絲粒。在1R的單體附加系後代,發現1R染色體片段或整臂能够易位到小麥1-7同源群,失掉大批的染色體變異及序列變異新原料,包括著絲粒序列擴增及新著絲粒构成 (Guo et al, 2016, PLOS Genetics)。該任务為小麥育種提供瞭新的種質資源,也為染色體結構和功用研讨提供瞭新的素材。根據ChIP-seq及基因組信息,初步進行易位系构成機制研讨。新的易位系原料已經進行瞭回交轉育任务,局部高代穩定品系已經進行差别區域觀察及納入育種系統任务 (圖C)。

  局部研讨結果於3月31日在《植物學報》(Plant Journal,DOI: 10.1111/tpj.13554)在線發表。博士生王婧為第一作者。該項任务失掉中科院戰略先導專項和科技部資助 。

  

  

1B/1R易位系著絲粒結構功用研讨及回交轉育。(A):1B/1R易位系著絲粒結構功用及具有差别著絲粒結構1R易位系染色體形式圖;(B):RT-PCR檢測1BL/1RS易位系中黑麥特異著絲粒序列pAWRC.1的轉錄情況;(C):對1BL/1RS易位系進行回交轉育及區域觀察。

  

 

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