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浅谈硬粒小麦染色体的FISH核型
发布日期:2017-11-07   浏览次数:58
核心提示:采用FISH(荧光原位杂交)技术,分析硬粒小麦(Sauwne20)染色体的FISH核型特点,为该种质在小麦新品种选育上的应用提供参考。结果表明,Sauwne20包括14对染色体,Oligo-pTa535-2红色探针信号主要分布在A组染色体上,而B组染色体上主要分布着明亮丰富Oligo-pSc119.2-1绿色探针信号;根据这两种探针在Sauwne20染色体上的分布特点,可以将其不同染色体进行准确地一一鉴别。Sauwne20与中国春普通小麦的A和B组染色体的FISH核型基本相似,但又有一定的差别,不同小麦材
     硬粒小麦(Triticum Durum,AABB,2n=28)是世界重要的粮食作物之一,最早在美国和意大利种植较多,后来传播到北非、中东、欧洲等地并逐步扩散到世界各地。如今硬粒小麦播种面积约占世界小麦总面积的十分之一,仅次于普通小麦,居栽培小麦的第二位。硬粒小麦是一种四倍体栽培小麦[1],其籽粒蛋白质及面筋含量都较普通小麦高,其面筋较普通小麦硬,不能拉长,适合生产琥珀色、耐煮、光滑可口的通心粉,用硬粒小麦做的面条耐煮且有韧劲,因此又叫通心粉小麦。硬粒小麦还可以与普通小麦搭配磨粉来生产优质面包和其它面食品。硬粒小麦是六倍体普通小麦的初级基因库,含有丰富的抗性基因,对条锈、叶锈、散黑穗病和腥黑穗病等病具有较好的抗性,具有较高的育种价值[2-3]

DNA重复序列可以用于染色体辨别、基因组组成及进化分析,外源遗传物质检测等多项研究。Mukai等[4]以高度重复序列pSc119.2和pAs1为探针识别了B和D组所有染色体以及小麦的1A、4A和5A 染色体,并创立了中国春小麦的B和D基因组染色体核型模式图。Pedersen等[5]成功地使用pAsI和pHvG38两个重复序列探针识别了小麦所有的21对染色体。 Cuadrado和Jouve[6]在黑麦染色体制片上用pTa71、pTa794、pSc34、pSc74和pSc119.2重复序列探针进行了三次荧光原位杂交,从而识别了黑麦的全部染色体。目前,对硬粒小麦的FISH核型方面的研究鲜见报道。本研究拟对硬粒小麦染色体进行双色FISH分析,以期了解硬粒小麦染色体的FISH特点,建立其FISH核型,为硬粒小麦在小麦遗传育种上的利用和深入研究提供参考。

建立植物的FISH核型对研究植物分类和进化具有重要的意义[10-11]。董磊等[12]对拟斯卑尔脱山羊草材料进行了FISH分析,发现Oligo-pTa535信号主要分布在小麦的A和D组染色体上,Oligo-pSc119.2信号主要分布在小麦的B组染色体上,不同来源的拟斯卑尔脱山羊草与小麦B染色体组的FISH核型存在明显差异;认为拟斯卑尔脱山羊草染色体上含有丰富的与pSc119.2高度同源的重复序列,分布上具有遗传多样性。葛群[13]等利用普通小麦品种绵阳11作母本,抗病的威宁黑麦(Sceale cereale L.)作父本,在其杂交和回交后代中分别鉴定出一个1R和5R单体附加系;研究发现黑麦染色体 1R和 5R单体附加系可以诱导小麦染色体变异。罗巧玲等[14]分析了390份小麦-黑麦种质材料,指出3份六倍体小黑麦与2份八倍体小黑麦所含的黑麦染色体不完全相同;八倍体小黑麦中有1对来源于黑麦的小染色体,而六倍体小黑麦中没有类似小染色体。Tang等[15]以Oligo-pTa535-1和Oligo-pSc119.2-1为探针进行FISH分析,并结合GISH技术对小黑麦衍生种的染色体结构变异进行了分析。刘成等[16]利用Oligo-pTa535-1、Oligo-pSc119.2-1和(GAA)8探针对智利大麦进行FISH分析,有效辨别了智利大麦的每一条染色体。Linc[17]等则以重复序列pSc119.2和Afa family为探针将二倍体长穗偃麦草的7对染色体全部区分,建立了二倍体长穗偃麦草的FISH核型,并对其附加系进行了鉴定。

本研究利用双色FISH技术可在染色体水平上准确辨别硬粒小麦Sauwne20的每一染色体,并建立Sauwne20的FISH核型。Sauwne20染色体上的Oligo-pTa535-2红色信号相对较弱且少,而Oligo-pSc119.2-1绿色信号较强且丰富。Sauwne20的FISH核型与Tang等[9]报道的中国春小麦A和B组染色体的FISH核型相似,但又有一定的差别;其差异可能是由于试验材料不同,不同小麦材料间DNA重复序列具有遗传多样性。Sauwne20染色体结构变异可能是该材料形成过程中,染色体发生重复、倒位、易位、缺失等现象而导致染色体重复序列的变化,从而形成FISH信号的多样性[18]

 
 
 
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