《Zebularine誘發植物染色體結構變異的研究》是莊麗芳為項目負責人，南京農業大學為依託單位的面上項目。
基本介紹
- 中文名：Zebularine誘發植物染色體結構變異的研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：莊麗芳
- 依託單位：南京農業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
前期研究表明，Zebularine作為一種DNA甲基轉移酶抑制因子能夠通過降低DNA甲基化水平，影響DNA的穩定性並導致系列小麥-黑麥染色體結構變異，具有誘發中間插入易位等小片段易位的效應。項目擬利用此特點，以選育的小麥-黑麥雙倍體及其小麥、黑麥親本為材料，通過處理種子、分櫱期和減數分裂期植株，揭示該藥品誘發不同倍性物種染色體變異和表型突變的效應，建立一種高效快捷的誘發植物染色體結構變異特別是小片段易位的新方法；利用多色和順序FISH/GISH技術，鑑定誘變當代及自交後代的染色體變異類型與頻率，分析斷裂-重接位點與重複序列及甲基化水平的關係；以二體附加系DA6R為試材，定向誘致涉及6R染色體的各類易位，區段定位其高抗白粉病基因並選育新的易位系。
結題摘要
首先，以中春國非整倍體為基礎，通過寡核苷酸探針套painting建立了可以清晰識別小麥全部染色體的高清參考核型，可以識別300多個小麥品種和5個親緣物種的染色體多態及其結構變異，將寡核苷酸painting和基因組原位雜交結合，可以同時識別小黑麥基因組中的全部染色體，為分析zebularine誘變效應提供了簡單、高效和可靠的工具；其次，以小黑麥荊輝1號為材料，通過zebularine濃度和處理時間比較，建立了乾種子浸泡、孕穗期注射和分櫱期浸泡三種誘變方法，發現zebularine可有效誘發染色體變異，包括端體、無著絲粒斷片、缺失、易位、環狀和多著絲粒染色體等；通過對3055條變異染色體分析發現，不同基因組和染色體敏感性存在差異，R組染色體變異頻率最高，其次為B組，A組和D組染色體變異率相對較低；對染色體而言，5A、6R、7R、7D、4A、6B變異明顯較高，而1A、3R、7B、6D、6A、2R變異明顯較低，其它染色體介於兩者之間，其中重複序列pSc119.2-1和(AAC)10區域可能涉及斷裂-重接熱點，而多著絲粒染色體的頻繁形成暗示斷裂-融合-橋（BFB）循環可能是結構變異的重要來源；第三，從誘變處理自交後代中均獲得了可以穩定傳遞的系列變異體，並創製了以荊輝1號為背景的染色體變異庫，涉及黑麥全部和多條小麥染色體，包括一套黑麥染色體缺體和系列端體、缺失和易位系；第四，發現zebularine可以有效誘發六倍體小黑麥、小麥輝縣紅、小麥-黑麥二體附加系DA6R和小麥-百薩偃麥草附加系DA4J染色體變異；通過RNA-seq，開發了401個黑麥染色體特異標記，並對獲得的部分荊輝1號變異體進行了驗證，構建了包含26個特異標記的6R物理圖譜，並區段定位抗白粉病基因於6RL-2；最後，組配了抗病易位系與不同小麥栽培品種的雜交組合，並從F3中鑑定出以菸農19為背景的抗白粉病單株14株，為更好地轉移和利用荊州黑麥6R抗病基因提供了新材料。
