燕麦种质资源分子遗传多样性研究进展
老芒麦种质资源遗传多样性的SRAP分析
具有 优异 农艺 性状 的亲 本组 合ｕ ］ ， 拓宽植 物 品种 的遗传 基 础 ， 防 止其 育种 进 程 中 的渐 进性 遗 传 衰退 。另外 ， 遗 传
多样 性还 可 以为物 种保 护计 划 的制定 和实施 提供 参考 和借 鉴 。 老芒 麦 （ Ｅｌ ｙ ｍｕ ｓ ｓ ｉ ｂ ｉ ｒ ｉ ｃ ｕ ｓ ） ， 别名 西伯 利亚 野麦 草 ， 是 披碱 草属 的模 式种 ， 为多 年生 、 疏丛 型 、 白花授 粉 的异 源
类 结 果 与 原 始 相 似 性 矩 阵 间 具 有 很 高 的吻 合 度 （ ｒ 一０ ． ８ ８ ） 。同 时 ， 主向量分析 （ Ｐ Ｃ ｏ Ａ） 也 得 到 了 与 聚类 分 析 类 似 的 结 果 。方 差 分 析 （ ＡＭ Ｏ ＶＡ） 表 明在 总 的遗 传 变 异 中有 ７ ９ ． ６ ２ 发生在地理类群 内， 有２ ０ ． ３ ８ 发 生 在类 群 间 （ ”一
０ ． ２ ０ ４ ） ， 类 群 间 和 类 群 内 的变 异 均 为 极 显 著 （ Ｐ＜ ０ ． ０ ０ ０ １ ） 。基 于 各 地 理 类 群 间
值 进 行 的 聚 类 分 析 也 表 明 青 藏
高 原 类 群 明 显 区别 于 其 他 地 理 类 群 。这 种 聚 类 模 式 可 能 依 赖 于 种 质 地 理 来 源 赋 予 其 的 特 殊 生 态 地 理 适 应 性 。本 研 究 结 果 对 于 今 后 老 芒 麦 种 质 的 利 用 和 品 种 选 育 提 供 了有 益 信 息 。 关键词 ： 老芒麦 ； 种质资源 ； 遗传多样性 ； Ｓ Ｒ Ａ Ｐ 中图分类号 ： ￥ ５ ４ ３ ． ０ ３ ； Ｑ９ ４ ３
ＤｏＩ ： １ ０ ． １ １ ６ ８ ６ ／ ｃ ｙ ｘ ｂ ２ ０ １ ４ Ｏ １ ２ ５
15个饲用燕麦品种的遗传变异及亲缘关系分析
15个饲用燕麦品种的遗传变异及亲缘关系分析陈仕勇;周青平;黄琳凯;陈智华;李世丹【摘要】采用酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳(A-PAGE)对15个燕麦品种种子醇溶蛋白进行遗传变异分析.结果表明供试的15个品种共扩增出18条带,多态率位点率为100％,条带主要分布于α和β区域.供试品种的遗传相似系数变化为0.143～1.000,平均值为0.527,表明供试的品种间遗传变异较大.除青海444和青燕1号外,醇溶蛋白电泳图谱能把不同的品种进行分离.聚类等分析结果将供试品种分为6大类,砂燕麦、阿坝、青引1号与其他品种关系较远,其中青海甜燕麦、青燕1号和青海444的关系较近.【期刊名称】《种子》【年(卷),期】2019(038)002【总页数】4页(P16-19)【关键词】燕麦;醇溶蛋白;品种鉴定;遗传变异;亲缘关系【作者】陈仕勇;周青平;黄琳凯;陈智华;李世丹【作者单位】西南民族大学生命科学与技术学院,四川成都 610041;西南民族大学青藏高原研究院,四川成都 610041;四川农业大学草业科学系,四川成都 610066;西南民族大学生命科学与技术学院,四川成都 610041;西南民族大学生命科学与技术学院,四川成都 610041【正文语种】中文【中图分类】S512.6燕麦是禾本科燕麦属(Avena L.)的草本植物，是优良的一年生粮饲兼用作物。
燕麦广泛分布于全世界五大洲76个国家，主要种植于亚洲、欧洲、北美洲北纬40°以北地区[1]。
目前在生产上广泛应用的燕麦包括普通栽培燕麦(皮燕麦)(A.sativa)和大粒裸燕麦(A.nuda)[2]，其中皮燕麦的种植面积最大，主要为饲用。
我国主要种植裸燕麦，主要食用，少数饲用。
燕麦的饲用价值较高，其籽实、稃壳、茎叶等均是各种家畜的优良饲料。
燕麦喜冷凉，耐贫瘠，可在高海拔和高纬度地区种植，已经成为我国青藏高原高寒牧区高产人工草地建设的当家草种，对缓解高寒地区家畜冬季缺草的问题具有重要的作用[3]。
荞麦种质资源遗传多样性研究进展
农业资讯NONGYEZIXUN农业信息荞麦种质资源遗传多样性研究进展张久盘 杨崇庆 常克勤 穆兰海 杜燕萍（宁夏农林科学院固原分院，宁夏固原 756000）摘 要 我国是荞麦原产国，也是荞麦生产大国，拥有丰富的荞麦种质资源。
随着荞麦的营养价值和药用价值逐渐凸显，荞麦的研究和利用也越来越受到重视，荞麦种质资源的遗传多样性研究也取得较大进展。
基于此，从形态学水平、细胞学水平及DNA分子标记水平概述了荞麦种质资源遗传多样性的研究情况，以期为荞麦优良品种选育及相关研究提供参考。
关键词 荞麦；遗传多样性；研究进展荞麦起源于中国，栽培历史悠久，距今已有2 000多年，我国是世界上荞麦种类最多的国家，种植历史也最为悠久，在陕西省咸阳市杨家湾4号汉墓就发现了已经碳化的荞麦实物[1]。
荞麦属大约有23个种、2个亚种和3个变种，分为大粒组（包括甜荞、苦荞、左贡野荞、巨荞、大野荞、毛野荞和金荞共7个生物学种类）和小粒组（包括细柄野荞、硬枝万年荞以及小野荞等16个种）[2]。
荞麦内含丰富的黄酮类、维生素、微量元素、蛋白质和膳食纤维等，其中的黄酮类化合物具有抗肿瘤、抗氧化活性及降低“三高”（高血压、高血脂、高血糖）的药用价值，还可用于防治肝炎、关节炎以及平喘等疾病。
我国是荞麦种植大国，种植面积居世界第二位[3]，随着荞麦的营养价值和保健功能被发掘，自20世纪80年代以来荞麦才逐渐为学者和世人重视。
随着荞麦科研队伍的壮大和现代分子生物学技术的发展，荞麦在遗传多样性研究、功能基因发掘及功能基因组学分析方面取得了较大进展[4]。
1 遗传多样性及其研究意义广义的遗传多样性是指整个生物圈涵盖的所有遗传信息，蕴藏在地球上微生物、植物和动物个体的基因中。
狭义的遗传多样性是指同一物种不同种群之间或者同一种群不同个体之间所包含的遗传及变异多样性[5]。
遗传多样性是物种生物多样性的核心，是全球生物多样性保护的优先内容之一。
遗传变异程度越大，进化潜力越大，越有利于保护种质资源的遗传多样性。
喀斯特山区野生燕麦农艺性状的相关性分析
８ ０份材 料 。
１ ． ２ 方 法
在 喀斯特 山区不 同 的地 方 收集成 熟 的株 系 ， 在 同
参 考 文献 ：
［ １ ］ Ｐ ｕ ｅ ｓ ｃ ｈ ｅ ｌ Ｓ Ｍ，Ｌ ｉ ｎ ａ ｋ ｉ ｓ Ｊ ｑ Ａ ｎ ｄ ｅ ｒ ｓ ｏ ｎ Ａ Ｃ ． Ｌ ｅ ａ ｄ ｐ ｏ ｉ ｓ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ ｉ ｎ ｃ ｈ ｉ ｌ ｄ ｒ ｅ ｎ ｈ ｏ ｏ ｄ［ Ｊ ］ ． Ｂ ａ ｌ ｔ ｉ ｍ ｏ ｒ ｅ ： Ｐ ａ ｕ ｌ Ｂ ｒ ｏ ｏ ｋ ｓ Ｐ ｕ ｂ ｌ ｉ ｓ ｈ ｉ ｎ ｇ ， １ ９ ９ ６ ：
境 适 应性 ， 更 为重要 的是 一 年 生 野 生 燕 麦 与栽 培燕 麦
１ 材 料 与 方 法
１ ． １ 材 料
试验 材料 分别 从 贵州 省 １ ６个 不 同喀斯 特 山 区 ， 采
集 生 长态 势好 、 抗性 强 、 籽 粒饱 满 的植 株 样 本 ５株 ， 共
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３— ０ １— ２ ９ 基金项 目： 贵州省科学技术基金 （ 编号： 黔科合 Ｊ字［ ２ ０ １ ２ ］ ２ ０ １ ２号 ） ； 毕 节学 院科学研究基金 （ 编号 ： 院科合字 Ｇ２ ０ １ ２ ０ １ １ 号） 。 作者简介 ： 蹇 黎（ １ ９ ７ ８一） ， 女， 副教授 ， 研究方 向： 分子育种 。
得 以广泛 的运 用 ， 同时 ， 建立 环境 胁迫 耐． Ｉ 生鉴定 的技 术
燕麦进 行 了农 艺性状调查鉴 定和相 关性分析。结果表 明， ８ ０份 供 试材 料 多数表现为株 高较 高的材 料穗长相 对较 长 ； 有效 穗 多 的材料 其穗粒数及穗粒重 均较 多 ； 穗长较 长的材料 其 小穗数 也
燕麦PRR基因家族鉴定与表达分析
麦类作物学报 2023,43(11):1394-1403J o u r n a l o fT r i t i c e a eC r o ps d o i :10.7606/j.i s s n .1009-1041.2023.11.04网络出版时间:2023-09-18网络出版地址:h t t ps ://l i n k .c n k i .n e t /u r l i d /61.1359.S .20230914.1600.016燕麦P R R 基因家族鉴定与表达分析收稿日期:2022-10-29 修回日期:2023-07-01基金项目:国家重点研发计划项目(2022Y F E 0119800);内蒙古农牧业创新基金项目(2022C X J J N 04);麦类种质创新利用自治区高等学校重点实验室资助项目;内蒙古农业大学生命科学学院团队经费资助项目(T D 202103)第一作者E -m a i l :470917658@q q.c o m 通讯作者:韩冰(E -m a i l :h b _n m g@163.c o m )南金生1,王跃飞2,安江红1,3,刘娜1,温欣燕1,王梦旭1,王媛媛1,强泽1,韩冰1(1.内蒙古农业大学麦类种质创新利用自治区高等学校重点实验室,内蒙古呼和浩特010018;2.内蒙古自治区农牧业生态与资源保护中心,内蒙古呼和浩特010010;3.内蒙古自治区农牧业科学院,内蒙古呼和浩特010031)摘 要:春㊁夏播燕麦是长日照作物,光周期不敏感燕麦的创制使其在短日照条件下能正常生长发育㊂P R R 基因是光周期途径中重要的昼夜节律调节基因㊂前期转录组研究表明P R R 基因可能与燕麦光周期不敏感性有关㊂本研究从转录组和全基因组水平对燕麦P R R 基因家族进行鉴定㊁生物信息学分析和表达研究㊂结果表明,在燕麦转录组和基因组水平分别鉴定到6个和2个P R R 基因,均包含R E C 和C C T 结构域;进化分析表明燕麦P R R 基因与小麦㊁大麦㊁黑麦草和山羊草的亲缘关系较近;燕麦P R R 基因启动子区域包含与光响应㊁生长发育和胁迫相关的顺式作用元件;q R T -P C R 分析表明燕麦P R R 基因的表达具有节律特征,全生育期过程中A s P R R 1和A s P R R 2在穗和叶的表达量均呈现由低到高㊁下降后再升高的双峰趋势,且A s P R R 2基因的表达量高于A s P R R 1㊂以上结果说明,A s P R R 基因在燕麦光周期途径中发挥负调控作用,其下调表达促进了光周期不敏感性燕麦g p 012在短日照条件下开花㊂本研究为揭示A s P R R 基因在燕麦光周期不敏感机制中的作用奠定了基础㊂关键词:燕麦;光周期不敏感;P R R 基因;表达分析中图分类号:S 512.6;S 330 文献标识码:A 文章编号:1009-1041(2023)11-1394-10I d e n t i f i c a t i o na n dE x p r e s s i o nA n a l y s i s o f P R R G e n eF a m i l yi nO a t N A NJ i n s h e n g 1,W A N GY u e f e i 2,A NJ i a n g h o n g 1,3,L I UN a 1,W E NX i n ya n 1,W A N G M e n g x u 1,W A N GY u a n y u a n 1,Q I A N GZ e 1,H A NB i n g1(1.K e y L a b o r a t o r y o fW h e a tG e r m p l a s mI n n o v a t i o na n dU t i l i z a t i o nA u t o n o m o u sR e g i o nH i g h e r S c h o o l ,I n n e rM o n go l i a A g r i c u l t u r a lU n i v e r s i t y ,H o h h o t ,I n n e rM o n g o l i a 010018,C h i n a ;2.I n n e rM o n g o l i aA u t o n o m o u sR e g i o nA g r i c u l t u r e a n dA n i m a l H u s b a n d r y E c o l o g y a n dR e s o u r c eP r o t e c t i o nC e n t e r ,H o h h o t ,I n n e rM o n g o l i a 010010,C h i n a ;3.I n n e rM o n g o l i aA c a d e m y of Ag r i c u l t u r a l a n dA n i m a lH u s b a n d r y ,H oh h o t ,I n n e rM o n go l i a 010031,C h i n a )A b s t r a c t :S p r i n g a n d s u mm e r s o w n o a t s a r e l o n g -d a y c r o p s ,a n d t h e c o n s t r u c t i o n o f p h o t o pe r i o d -i n s e n -s i t i v e o a t s e n a b l e s t h e mt o g r o wa n dd e v e l o p n o r m a l l y u n d e r s h o r t -d a y co n d i t i o n s .T h e P R R g e n e i s a n i m p o r t a n t c i r c a d i a n r h y t h m -r e g u l a t i n g g e n e i n t h e p h o t o p e r i o d p a t h w a y .P r e l i m i n a r y t r a n s c r i pt o m e s t u d i e s i n d i c a t e d t h a t P R R g e n e sm a y b e a s s o c i a t e dw i t ho a t p h o t o p e r i o d i n s e n s i t i v i t y .I n t h i s s t u d y,t h e i d e n t i f i c a t i o n ,b i o i n f o r m a t i c s a n a l y s i s a n d e x p r e s s i o n p a t t e r na n a l y s i s o f t h eo a t P R R g e n e f a m i l yw e r e p e r f o r m e d a t t h e t r a n s c r i pt o m e a n dw h o l e g e n o m e l e v e l s .T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t s i xa n d t w o P R R g e n e sw e r e i d e n t i f i e da t t h e t r a n s c r i p t o m ea n d g e n o m e l e v e l s ,r e s p e c t i v e l y ,i n c l u d i n g R E Ca n d C C Td o m a i n s ;e v o l u t i o n a r y a n a l y s i s s h o w e d t h a t t h eo a t P R R g e n e i s c l o s e l y re l a t e d t ow h e a t ,b a r -l e y ,r y e g r a s s a n d g o a t g r a s s ;t h e p r o m o t e r r e g i o n of t h e o a t P R Rg e n e c o n t a i n s c i s -a c t i n g el e m e n t s r e -l a t e d t o l i g h t r e s p o n s e ,g r o w t h a n d s t r e s s ;q R T -P C Ra n a l y s i s s h o w e d t h a t t h e e x p r e s s i o no f o a t P R R g e n eh a d r h y t h m i c c h a r a c t e r i s t i c s .D u r i n g t h ew h o l e g r o w t h p e r i o d ,t h e e x pr e s s i o n l e v e l s o f A s P R R 1Copyright ©博看网. All Rights Reserved.a n d A s P R R2i ne a r s a n d l e a v e s s h o w e d ab i m o d a l t r e n d f r o ml o wt o h i g h,t h e nd ec r e a s ed a n d t he n i n-c r e a s e d,a n d t h e e x p r e s s i o n l e v e l of A s P R R2g e n e i shi g h e r t h a n t h a t o f A s P R R1.T h e r e s u l t s i n d i c a-t e d t h a t t h e A s P R R g e n e p l a y e d an e g a t i v e r e g u l a t o r y r o l e i n t h e p h o t o p e r i o d p a t h w a y o f o a t,a n d i t s d o w n-r e g u l a t e de x p r e s s i o n p r o m o t e dt h ef l o w e r i n g o f p h o t o p e r i o di n s e n s i t i v eo a t so f g p012u n d e r s h o r t-d a y c o n d i t i o n s.T h i ss t u d y l a y st h ef o u n d a t i o nf o rr e v e a l i n g t h er o l eo f A s P R R g e n ei nt h e m e c h a n i s mo f p h o t o p e r i o d i n s e n s i t i v i t y o f o a t.K e y w o r d s:O a t;P h o t o p e r i o d-i n s e n s i t i v e;P R R g e n e;E x p r e s s i o na n a l y s i s燕麦是禾本科燕麦属(A v e n as a t i v a L.)一年生草本植物,是一种世界性的粮饲兼用作物[1]㊂光是植物的重要环境因子,参与多个生理过程,包括光形态建成㊁避荫反应㊁种子萌发㊁开花和衰老[2-3]㊂植物通过自身的光响应系统,能够准确及时地响应外界光信号的变化[4-5]㊂昼夜长短影响植物开花的效应叫做光周期现象,G a r n e r和A l-l a r在1920年研究发现日照长度是调控烟草成花的重要因素,由此提出光周期现象[6]㊂根据开花结实对昼夜长短的不同响应,将植物划分为长日照㊁短日照和日中性植物等类型㊂植物开花是一个受外部环境和内部基因调节的复杂生物学过程㊂在拟南芥中,C O N S T A N S/ C O N S T A N S L I K E/T O C1基因家族成员参与光周期开花调控㊁光信号途径和生物钟调控等过程[7-8]㊂C C T家族包括C M F(C C T MO T I F F AM I L Y)亚家族㊁C O L(C O N S T A N S-l i k e)亚家族和P R R亚家族[9]㊂氨基端的P R R/R L D(r e-c e i v e r l i k e d o m a i n)结构域和羧基端的C C T结构域是伪应答蛋白调节(p s e u d o-r e s p o n s er e g u l a-t o r s,P R R s)基因家族结构的显著特征[10-12]㊂N 端响应调节接收结构域和参与A S P磷酸化信号转导途径的接收域极度相似,C端C C T结构域与酵母血红素激活蛋白(H A P2)的N F-Y A2D N A 结合区相似,C O(C O N S T A N S)的C C T结构域能够与其他H A P蛋白结合[13-14]㊂拟南芥中鉴定出了P R R1(T O C1)㊁P R R3㊁P R R5㊁P R R7和P R R9基因[15-17],水稻中有5个直系同源P R R基因,分别为O s P R R1/O s T O C1㊁O s P R R37㊁O s P R R59㊁O s-P R R73和O s P R R95[18]㊂传统的燕麦是长日照作物,当日照时长低于14h时,传统的春夏播燕麦材料(下文统称普通燕麦材料)不能抽穗开花[19]㊂为了提高燕麦产能,扩大适种范围,创制光周期不敏感材料成为育种工作亟待解决的问题㊂前期通过野生燕麦与栽培燕麦品种的杂交创制出一批对光周期不敏感的种质资源,在海南自然短日照条件下可以正常生长发育㊂前期通过转录组测序挖掘出了与光周期不敏感相关的差异表达基因,并预测了燕麦光周期不敏感模型[20];一个昼夜光周期的表达量分析表明,P R R家族成员在普通燕麦材料和光周期不敏感材料中表达量变化趋势㊁表达峰值出现时间和表达量均存在差异,这些基因可能通过响应昼夜节律变化进而影响燕麦光周期敏感性[21]㊂本研究根据转录组数据筛选出31个与燕麦光周期不敏感相关P R R家族基因的转录本,进行蛋白理化性质分析㊁结构预测㊁进化分析及光周期的表达分析;进一步在全基因组水平挖掘到2个A s P R R 基因家族成员,利用生物信息学方法全面分析其染色体定位㊁基因结构㊁进化关系㊁启动子区域的顺式作用元件及其表达模式,为揭示光周期不同敏感性燕麦材料在响应短日照胁迫下的分子机制奠定基础㊂1材料和方法1.1材料与处理供试材料包括普通燕麦红旗2号(本实验室保存)和之前创制的光周期不敏感材料g p012㊂对供试材料进行短日照处理,控制日照时长为12 h,播种和遮光方法参考杨晓虹等[22]的研究㊂1.2燕麦P R R基因家族成员的鉴定转录组水平:根据C O G_c l a s s_a n n o t a t i o n㊁G O_a n n o t a t i o n㊁K E G G_a n n o t a t i o n㊁K O G_c l a s s_ a n n o t a t i o n㊁P f a m_a n n o t a t i o n㊁S w i s s p r o t_a n n o t a-t i o n㊁e g g N O G_c l a s s_a n n o t a t i o n和n r_a n n o t a t i o n 的分类和注释结果筛选出与植物开花调控㊁昼夜节律相关的转录本㊂基因组水平:根据G r a i n G e n e s网站(h t-t p s://w h e a t.p w.u s d a.g o v/G G3/g r a i n g e n e s_ d o w n l o a d s/o a t-o t3098-p e p s i c o)公布的燕麦基因组数据库,利用已经鉴定的9条拟南芥(A r a b i-d o p s i s t h a l i a n a)P R R家族蛋白序列的保守结构㊃5931㊃第11期南金生等:燕麦P R R基因家族鉴定与表达分析Copyright©博看网. All Rights Reserved.域构建隐马尔可夫模型(H i d d e n M a r k o v M o d-e l s,HMM),以此模型搜寻A v e n as a t i v a的所有编码蛋白序列,使用b l a s t p(n c b i-b l a s t-2.10.1+)进行比对,找出A v e n as a t i v a蛋白序列中的所有潜在的P R R家族序列㊂对获得的候选序列利用软件p f a m s c a n(v1.6)和P f a m A(v33.1)数据库对目标序列进行结构域注释,确定同时含有P F06203㊁P F00072结构域的序列作为最终的P R R序列㊂1.3生物信息学分析利用B L A S T在线分析基因同源性;利用D N AMA N同源序列比对;利用P r o t P a r a m工具预测蛋白质基本理化性质;利用N P S@s e r v e r在线工具预测蛋白质二级结构㊂使用在线分析软件G S D S(h t t p://g s d s.c b i.p k u.e d u.c n/i n d e x.p h p)预测基因结构;用M E M E软件(V5.0.5,h t t p:// m e m e.n b c r.n e t/m e m e)分析保守m o t i f㊂用鉴定出来的A s P R R蛋白与拟南芥㊁小麦㊁大麦㊁玉米㊁高粱和黑麦草等的P R R蛋白家族序列构建N J 树㊂用m a f f t(V7.427)进行多序列比对,然后用M E G A(M E G A7.0)软件进行N J树的构建,B o o t s t r a p设为1000㊂截取基因结构上游2k b 区域作为启动子调节序列,利用(h t t p://b i o i n-f o r m a t i c s.p s b.u g e n t.b e/w e b t o o l s/p l a n t c a r e/h t-m l/)预测启动子上面的T F结合位点㊂在基因启动子物理图谱中标记和显示结合位点的位置㊂利用在线软件(h t t p://w w w.s o f t b e r r y.c o m/b e r r y.p h t m l? t o p i c=p r o t c o m p p l&g r o u p=p r o g r a m s&s u b g r o u p= p r o l o c)对A s P R R家族成员进行亚细胞定位预测㊂根据A s P R R基因在染色体上的位置,利用网站h t-t p://m g2c.i a s k.i n/m g2c_v2.0/绘制染色体物理位置图㊂利用S i g n a l P-4.1工具进行共线性分析㊂1.4R N A的提取与c D N A合成使用T r a n s z o lU p P l u s试剂盒提取试验材料叶片的总R N A,以超微量紫外分光光度计对R N A进行浓度定量测定,1%琼脂糖凝胶电泳检测R N A完整性和浓度,并反转录为c D N A㊂1.5引物设计利用P r i m e r5.0软件,设计q R T-P C R所需引物,试验所用引物由北京六合华大有限公司合成(表1)㊂表1q R T-P C R所用引物T a b l e1P r i m e r o f t h e q R T-P C Ra n a l y s i s引物名称P r i m e r n a m e 上游U p s t r e a m(5'-3')下游D o w n s t r e a m(5'-3')目的片段T a r g e ts e g m e n t/b p退火温度A n n e a l i n gt e m p e r a t u r e/ħA s P R R1A C T G T T T C C T C C G T C C C T C T T G C G T T G C A C T C T T G T A T G11860 A s P R R2G G T T C T C C A T C C C A G C A C T T G G T T C A G C G T T C T T C T A T C10160 A c t i n G A G C G G G A A A T T G T A A G G G A C A T G G A T G G C T G G A A G A G G A C185601.6q R T-P C R以c D N A作为模板,以燕麦A c t i n为内参基因,进行q R T-P C R分析㊂反应体系20 L:c D-N A1 L,正反向引物各0.5 L(10 m o l㊃L-1),2ˑT r a n s S t a r tT i p G r e e n q P C RS u p e r M i x 10 L,d d H2O8 L㊂反应程序:95ħ预变性1 m i n;按照下列循环参数进行扩增反应:95ħ15 s,退火温度15s,72ħ10s,40个循环;60ħ30 s,20ħ10s㊂每个待测基因均进行3次技术重复及3次生物学重复㊂采用2-菪菪C T法分析数据㊂2结果与分析2.1燕麦P R R家族成员理化特征分析转录组测序数据中功能注释为P R R基因的转录本共31个,包含6个P R R基因,分别是P R R1(7个)㊁P R R3(3个)㊁P R R6(1个)㊁P R R37(6个)㊁P R R73(12个)和P R R95(2个)㊂筛选获得上述6个注释为P R R基因的最长转录本,其中P R R1-7编码513个氨基酸,P R R3-2编码703个氨基酸,P R R3-2编码253个氨基酸,P R R37-2编码434个氨基酸,P R R73-2和P R R73-6均编码767个氨基酸,P R R95-1编码594个氨基酸(表2)㊂2.2燕麦P R R蛋白家族成员结构域及建模利用在线预测工具分析31个P R R基因编码蛋白序列二级结构㊂结果表明,无规则卷曲所占比例最大,其次是α螺旋,延伸链与β-转角所占比例较小(图1)㊂P R R1-5㊁P R R1-7㊁P R R3-2㊁P R R3-3㊁P R R73-2㊁P R R73-6㊁P R R95-1等7个基因编码产物含有R E C结构域和C C T结构域,P R R1-2㊁P R R73-1编码产物不包含保守结构域㊂同时含有R E C和C C T结构域的序列中,R E C结构域的氨基酸数目有79和104两类,C C T结构域的氨基酸数目也有43和44两类,P R R1-2和P R R73-1编码蛋白均不含有R E C和C C T结构域(图2)㊂㊃6931㊃麦类作物学报第43卷Copyright©博看网. All Rights Reserved.表2 31个P R R 基因转录本比对注释信息T a b l e 2 A n n o t a t i o n i n f o r m a t i o no f 31P R R g e n e s t r a n s c r i pt s 基因名称G e n e n a m e基因数目G e n e n u m b e r编码区C o d i n g s e q u e n c e /b p 氨基酸数目N u m b e r o f a m i n o a c i d s 分子量M o l e c u l a rw e i gh t /k D a 等电点I s o e l e c t r i c p o i n t P R R 17282~154293~51317.26~57.495.20~11.40P R R 331653~2112550~70359.10~76.528.54~8.68P R R 6176225327.904.86P R R 376735~1305244~43426.95~46.326.35~9.83P R R 7312255~230484~7678.92~83.405.68~9.87P R R 9521389~1785462~59451.06~66.155.86~9.12图1 燕麦P R R 家族蛋白二级结构特征预测F i g .1 P r e d i c t i o no f p r o t e i n s e c o n d a r y s t r u c t u r e c h a r a c t e r i s t i c s o fP R Rf a m i l yi no at 图2 燕麦P R R 家族成员蛋白保守结构域分析F i g .2 P r o t e i n c o n s e r v e dd o m a i na n a l y s i s o fP R Rf a m i l y㊃7931㊃第11期南金生等:燕麦P R R 基因家族鉴定与表达分析Copyright ©博看网. All Rights Reserved.2.3燕麦与其他物种P R R蛋白的进化分析为了研究燕麦P R R家族成员的进化关系,使用M E G A7.0对燕麦P R R家族成员与其他物种的P R R蛋白构建系统发育树(图3)㊂结果表明, P R R1与大麦(H o r d e u m v u l g a r e)T O C1㊁小麦(T r i t i c u m a e s t i v u m)T O C-A1/T O C-B1/T O C-D1㊁山羊草(A e g i l o p s t a u s c h i i)P R R1亲缘关系较近;P R R3与山羊草㊁大麦的P R R3亲缘关系较近;P R R37与山羊草亲缘关系最近;P R R73与山羊草㊁大麦的P R R73亲缘关系较近;P R R95与黑麦草(L o l i u mr i g i d u m)的亲缘关系最近㊂2.4燕麦A s P R R基因家族成员的全基因组鉴定根据拟南芥P R R蛋白构建隐马可夫模型对燕麦蛋白数据库进行搜索,同时具有P F06203和P F00072结构域的才认定为A s P R R蛋白㊂结果得到2个A s P R R家族成员,分别定位在4A和5C 染色体上,其中A s P R R1位于4A染色体的中部, A s P R R2位于5C染色体的末端(表3)㊂共线性分析结果表明二者之间不存在共线性㊂A s P R R1和A s P R R2基因分别编码703和621个氨基酸,其编码蛋白分子量分别为76.5和68.6k D a,等电点分别为8.65和6.52,蛋白不稳定指数分别为47.23和54.07,G R A V Y值分别为-0.657和-0.756,结果表明A s P R R1和A s P R R2为不稳定的疏水蛋白㊂经亚细胞定位预测分析,A s P R R1定位在细胞外,而A s P R R2定位在细胞核中㊂2.5燕麦A s P R R家族的基因结构和蛋白的m o t i f 结构分析经过基因结构预测发现A s P R R1和A s P R R2均包含9个外显子和8个内含子(图4)㊂为了研究燕麦A s P R R序列的保守性,利用M E M E软件进行蛋白序列分析,预测到15个保守m o t i f(图5)㊂m o t i f1㊁m o t i f2和m o t i f3最为保守,而m o-t i f6㊁m o t i f8㊁m o t i f10和m o t i f13等基序在两个基因中的位置不同㊂2.6燕麦A s P R R蛋白家族系统进化为了明确燕麦A s P R R基因家族与拟南芥㊁水稻㊁小麦㊁大麦㊁黑麦草与山羊草P R R家族间的进化关系,利用P R R蛋白与燕麦A s P R R蛋白序列构建系统进化树(图6),结果发现A s P R R1与黑麦草的A P R R3关系最近,A s P R R2与黑麦草P R R95关系最近㊂图3燕麦与其他物种的P R R蛋白的进化分析F i g.3E v o l u t i o n a r y a n a l y s i s o fP R R p r o t e i n s i no a t a n do t h e r s p e c i e s㊃8931㊃麦类作物学报第43卷Copyright©博看网. All Rights Reserved.表3 燕麦A s P R R 基因家族成员信息T a b l e 3 I n f o r m a t i o no f A s P R R g e n e f a m i l y me m b e r s i no a t 基因名称G e n e n a m e基因I DG e n e I D定位L o c a t i o n大小S i z e /a a 分子量M o l e c u l a r w e i g h t /k D a 等电点I s o e l e c t r i cp o i n t 不稳定指数I n s t a b i l i t y i n d e x 亲疏水性G R A V Y 亚细胞定位S u b c e l l u l a r l o c a t i o nA s P R R 1T R I N I T Y _D N 1560_c 0_g 1_i 5.m r n a 24A :202676858-20268209470376.58.6547.23-0.657胞外E x t r a c e l l u l a r (S e c r e t e d )A s P R R 2T R I N I T Y _D N 2367_c 0_g 1_i 1.m r n a 15C :553642744-55364675062168.66.5254.07-0.756细胞核N u c l e ar图4 燕麦A s P R R 基因结构分析F i g .4 A n a l ys i s o f A s P R R g e n e s t r u c t u r e i no a t 图5 燕麦A s P R R 家族蛋白的m o t i f 分析F i g .5 M o t i f a n a l y s i s o fA s P R Rf a m i l ypr o t e i n s i no at 图6 燕麦与其他物种P R R 基因家族蛋白进化树F i g .6 D e n d r o g r a mo f P R R f a m i l y i no a t a n do t h e r s pe c i e s ㊃9931㊃第11期南金生等:燕麦P R R 基因家族鉴定与表达分析Copyright ©博看网. All Rights Reserved.2.7 燕麦As P R R 基因顺式作用元件分析截取基因结构上游2000b p 区域作为启动子调节序列,分析顺式作用元件的分布㊂图7展示了排在前15的元件,不同元件用不同颜色表示,其中包括转录起始相关作用元件T A T A -b o x 和C A A T ㊁生长发育作用元件O 2-s i t e ㊁激素响应元件A B R E 以及光响应元件G -b o x 等,而MY C 元件可能参与调控花发育㊁花器官的形态发生和开花时间㊂2.8 燕麦A s P R R 基因表达分析短日照条件下,A s P R R 基因在g p 012和红旗2号的幼穗和叶片中不同时期的表达模式不同㊂红旗2号幼穗发育滞留在枝梗分化期,A s P R R 1和A s P R R 2在穗(图8a 和图8b )和叶(图8c 和图8d )的表达量均呈现升高趋势;g p 012可以完成整个穗分化过程,A s P R R 1和A s P R R 2在穗和叶的表达量均呈现先升高后降低再升高的趋势(图8a-d )㊂A s P R R 1和A s P R R 2在g p012的初生期幼穗中表达量与红旗2号差异不显著,在叶片中的表达量差异极显著;A s P R R 1和A s P R R 2在g p 012的伸长期幼穗中表达量与红旗2号差异极显著,叶片中A s P R R 1的表达量在两种材料的伸长期差异不显著,而A s P R R 2的表达量差异极显著㊂随着生长发育至枝梗分化期,A s P R R 1和A s P R R 2在g p 012穗中的表达量显著降低,叶片中A s P R R 1和A s P R R 2的表达量于伸长期就已经开始出现显著降低㊂A s P R R 2基因在g p 012的不同组织㊁不同时期中的表达量均高于A s P R R 1(图8f 和图8h ),A s P R R 2基因在红旗2号穗中的表达量高于A s P R R 1(图8e ),A s P R R 1和A s P R R 2在红旗2号叶中的表达量随着发育阶段的不同而不同(图8g )㊂以上结果表明,A s P R R 1和A s -P R R 2基因参与燕麦光周期途径,并发挥调控作用㊂图7 A s P R R 基因启动子区域的顺式作用元件分布F i g .7 C i s -a c t i n g e l e m e n t d i s t r i b u t i o n i n p r o m o t e r r e gi o no f A s P R R g e ne a 是A s P R R 1基因于穗部的表达量;b 是A s P R R 2基因于穗部的表达量;c 是A s P R R 1基因于叶片的表达量;d 是A s P R R 2基因叶片的表达量;e 是基因于红旗2号穗部的表达量;f 是基因于g p 012穗部的表达量;g 是基因于红旗2号叶片的表达量;h 是基因于g p 012叶片的表达量;A~G 分别为初生期㊁伸长期㊁枝梗分化期㊁小穗分化期㊁小花分化期㊁雌蕊分化期和四分体期;*和**分别表示0.05和0.01水平显著性a i s e x p r e s s i o n l e v e l s o f A s P R R 1i n s p i k e l e t ;b i s e x p r e s s i o n l e v e l s o f A s P R R 2i n s p i k e l e t ;c i s e x pr e s s i o n l e v e l s o f A s P R R 1i n l e a f ;d i s e x p r e s s i o n l e v e l s o f A s P R R 2i n l e a f ;e i s e x p r e s s i o n l e v e l s i n s p i k e l e t o fH o n g q i 2;f i s e x p r e s s i o n l e v e l s i n s p i k e l e t o f g p 012;g i s e x -p r e s s i o n l e v e l s i n l e a f o fH o n g q i 2;h i s e x p r e s s i o n l e v e l s i n l e a f o f g p 012;A-Ga r e t h e p r i m a r y s t a g e ,e l o n g a t i o n s t a ge ,b r a n c h d if f e r e n -t i a t i o ns t ag e ,s p i k e l e t d i f f e r e n t i a t i o n s t a g e ,f l o w e r d i f f e r e n t i a t i o n s t a g e ,p i s t i l d i f f e r e n t i a t i o n s t a g e ,a n d t e t r a d s t a g e ,r e s p e c t i v e l y ;*an d **r e p r e s e n t0.05a n d 0.01l e v e l s o f p r o b a b i l i t y ,r e s p e c t i v e l y.图8 A s P R R 基因于不同品种不同时期的穗与叶片的表达差异F i g .8 A s P R R g e n e e x pr e s s i o nd i f f e r e n c e i n p a n i c l e a n d l e a f o f d i f f e r e n t o a t v a r i e t i e s a t d i f f e r e n t p e r i o d s ㊃0041㊃麦 类 作 物 学 报 第43卷Copyright ©博看网. All Rights Reserved.3讨论3.1多物种P R R家族基因研究及其保守结构域伪应答蛋白调节家族(p s e u d o-r e s p o n s e r e g-u l a t o r s,P R R s)是生物钟核心振荡器成员,它在维持生物钟稳定的调控㊁开花时间的调控㊁光合作用和氧化应激反应等过程中发挥着非常重要的作用[23]㊂目前在拟南芥与水稻中P R R家族基因对光周期开花途径的调控机制研究成果较多,在大麦㊁小麦㊁高粱和大豆等也发现了P R R家族基因㊂P R R家族基因还可通过调控A B A等方式影响植物抗逆性[14],对植物生物量的积累有重要影响㊂目前,燕麦P R R基因家族的研究较少,其调控机制尚未明确,有待进一步研究㊂R E C结构域中的磷酸激酶磷酸化位点能识别来自双组分信号转到系统的信号,在生物应答调节方面发挥重要作用[15],C C T结构域能介导蛋白质之间的互作,能够响应环境的节律变化㊂拟南芥㊁大麦㊁小麦㊁水稻㊁高粱等植物中发现的P R R基因也是同时含有R E C与C C T结构域,有关保守结构域之间具体的互作关系尚未明确㊂3.2P R R基因在多个物种中参与生理调控在拟南芥中,P R R基因是生物钟的核心组分,参与生物钟循环,调控下游基因表达[25]㊂野生和栽培大豆杂交产生的重组近交种群中表征了两个生长期数量性状基因座G p11和G p12,携带它俩的品系往往具有更短的生长期和更高的G m F T2a和G m F T5a表达[25]㊂P R R5㊁P R R7和P R R9均可以通过C O N S T A N S依赖性途径控制开花时间[26],P R R7是通过抑制其他蛋白的表达来调控光周期开花的关键基因[27]㊂水稻中的P R R37在其开花过程中充当中央阻遏物㊂大麦的P p d-H1(H v P R R37)[28]在长日照下能调控H v-C O-l i k e基因的表达,而短日照无明显影响[29]㊂高粱中S b P R R37在长日照条件下会出现早上和晚上的表达峰并通过直接抑制S b E h d1的转录来抑制成花素F T(F L OW E R I N G L O C U ST)的表达,另一方面能够激活C O的表达来间接抑制F T 的表达,从而抑制高粱开花;在短日照条件下,S b-P R R37在晚上的表达峰消失,对高粱开花基因的抑制减弱㊂大豆中G m P R R37基因在短日照条件下对开花时间没有明显的影响,而在长日照条件下,G m P R R37下调促进开花F T同系物G m F T2a 和G m F T5a的表达,上调抑制开花的F T同系物G m F T1a的表达[30]㊂除影响开花外,P R R基因还有其他功能㊂例如,O s P R R73通过降低表达来响应水稻干旱胁迫[31]㊂冷胁迫会刺激水稻O s-P R R1的响应,促进O s P R R37㊁O s P R R73㊁O s-P R R59和O s P R R95基因的表达[23]㊂P R R5基因表达受A B A抑制,但p r r5突变体的种子发芽率显著高于野生型,且主根长于野生型[33]㊂小麦T a P R R37与小麦抽穗期和株高显著关联,O s-P R R37也可以参与控制水稻抽穗期㊁穗粒数和株高等性状[34]㊂燕麦P R R基因家族参与光周期途径,g p012在短日照条件下可以完成全生育期的发育过程, A s P R R1和A s P R R2基因在短日照条件下表达量下调,解除了对开花调控基因F T的抑制,促使g p012能够正常进入小穗分化期发育阶段㊂3.3P R R的短串联重复序列A s P R R基因在编码区域存在多处短串联重复序列㊂编码区域的大多数串联重复序列变异可能会引起错义突变㊁同义突变甚至移码突变,产生新型的蛋白质,从而引起基因功能的增加或者丢失㊂外显子区域的微卫星序列变异使外显子区域序列的多样化,可能会影响基因转录和翻译㊂植物中的串联重复序列在外显子区域密度较低,但它们的消失可能引起剪辑改变㊁外显子改组和点突变,从而改变基因表达进而极可能导致表型的改变[35]㊂基因间隔区域的串联重复序列变异通常不会直接影响基因表达,但可通过影响染色质组织结构来调控基因表达从而间接影响基因的功能[36],如在着丝粒区域产生折叠而形成特殊的二级结构或者更高的结构㊂4结论燕麦光周期敏感性与穗发育从枝梗分化期向小穗分化期的转化有关,短日照条件下,A s P R R 基因在小穗分化期的下调表达促进了g p012在开花;普通燕麦材料与光周期不敏感性材料的P R R 基因在U T R㊁外显子和内含子区域均存在差异㊂参考文献:[1]任长忠,胡跃高.中国燕麦学[M].北京:中国农业出版社, 2013:7-10.R E N CZ,HU YG.C h i n e s e o a t o l o g y[M].B e i j i n g:C h i n aA g-r i c u l t u r a l P r e s s,2013:7-10.[2]J I A O Y,L A U O S,D E N G X W.L i g h t-r e g u l a t e dt r a n s c r i p-t i o n a l n e t w o r k s i nh i g h e r p l a n t s[J].N a t u r eR e v i e w sG e n e t-㊃1041㊃第11期南金生等:燕麦P R R基因家族鉴定与表达分析Copyright©博看网. 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青藏高原饲用燕麦种质资源评价与筛选
青藏高原饲用燕麦种质资源评价与筛选青藏高原饲用燕麦种质资源评价与筛选摘要：青藏高原是我国重要的畜牧业发展区域之一，燕麦作为其主要的饲用作物之一，在青藏高原的生态环境条件下具备优异的适应性和生产力。
本文旨在评价和筛选青藏高原饲用燕麦的种质资源，为青藏高原地区的畜牧业发展提供科学依据。
一、引言青藏高原地处高寒半干旱生态区，气候寒冷干燥，土壤贫瘠，植被稀疏。
这些特殊的环境条件对农牧业的发展造成了一定的限制和挑战。
然而，青藏高原的畜牧业一直是该地区居民的主要经济来源之一。
为了促进青藏高原畜牧业的可持续发展，需要筛选适应当地生态环境的饲用作物种质资源，提高饲料生产能力和品质。
燕麦作为一种早熟、寒冷耐性强、抗逆能力强的饲用作物，成为了青藏高原畜牧业的重要饲料作物之一。
二、青藏高原饲用燕麦的适应性评价1. 生理特性评价通过对青藏高原饲用燕麦的生理特性进行评价，包括生长周期、光合作用强度、水分利用效率等指标，了解其对青藏高原极端气候条件的适应性。
结果表明，青藏高原饲用燕麦具有较短的生长周期、较高的光合作用强度和较高的水分利用效率，适应高寒半干旱的生态环境。
2. 抗逆能力评价青藏高原的气候条件多变，干旱、寒冷、高原紫外线等逆境环境对作物生长造成较大的影响。
燕麦作为适应力强的冷季作物，对寒冷和干旱条件有较强的抗逆能力。
通过抗逆性评价指标，如叶片脱水程度、抗寒耐冻性等，可以评估青藏高原饲用燕麦的抗逆能力，筛选适应当地环境的种质资源。
三、筛选青藏高原饲用燕麦种质资源1. 杂交育种结合青藏高原饲用燕麦的生理特性和抗逆能力评价结果，选取具有良好性状的优良种质作为亲本，进行杂交育种。
通过选择与控制交配，可以获得更适应青藏高原生态环境的燕麦品种。
2. 管理栽培为了获得更高产量和优质的青藏高原饲用燕麦种质资源，需要加强管理栽培技术。
合理的施肥、灌溉和病虫害防治等措施可以提高种质资源的生产能力和品质。
四、结论青藏高原作为我国畜牧业发展的重要区域，饲用燕麦作为其重要的饲料作物，具备适应高寒半干旱气候条件的优点。
西南麦区96份小麦育种材料重要农艺性状的遗传多样性分析
西南麦区96份小麦育种材料重要农艺性状的遗传多样性分析作者：李晓荣，张中平，孙永海，善从锐，包晓鹏，赵鹏，刘琨，丁明亮来源：《南方农业学报》2021年第09期摘要：【目的】分析西南麦区小麦育种材料的遗传多样性，为云南小麦育种的亲本选择及优质资源挖掘提供理论参考。
【方法】对种植于云南楚雄的96份西南麦区小麦育种材料的11个数量性状和5个质量性状进行调查和测定，计算其变异系数和遗传多样性指数，并利用这些数量性状进行相关分析、主成分分析和聚类分析。
【结果】96份小麦育种材料数量性状的平均变异系数和平均遗传多样性指数均大于质量性状;11个数量性状的平均变异系数为33.83%，其中白粉病的变异系数最高（70.28%），生育期的变异系数最低（4.35%）;平均遗传多样性指数为1.6591，其中每穗粒数的遗传多样性指数最高（2.0701），粒质和叶锈遗传多样性指数最低（0.9461）;5个质量性状的平均变异系数25.93%，其中粒色的变异系数最高（55.05%），壳色的变异系数最低（0.00%），平均遗传多样性指数为0.6383，其中穗型的遗传多样性指数最高（1.1892），壳色的遗传多样性指数最低（0.0000）。
相关分析结果显示，11个数量性状间存在不同程度的相关性，其中产量与每穗粒数和千粒重呈极显著正相关（r=0.452**和0.479**，P<0.01），与分蘖数和叶锈病呈显著正相关（r=0.213*和0.245*，P<0.05，下同），与白粉病呈显著负相关（r=-0.233*），与其他性状均有一定的相关性但不显著（P>0.05）。
主成分分析结果显示，主要信息集中在前4个主成分因子，累积贡献率达87.721%，因子1为产量相关因子，因子2和因子4为抗病性相关因子，因子3为生物量相关因子。
聚类分析结果显示，在阀值为0.785处将供试材料分为六大类群，且不同类群表型性状存在一定差异，各类群均具有其独特的特征。
青藏高原饲用燕麦种质资源评价与筛选
青藏高原饲用燕麦种质资源评价与筛选燕麦作为高寒牧区一年生人工草地的主要饲料作物,产草量高、品质好、抗逆性强,在畜牧业发展中具有举足轻重的作用。
但长期以来,地方品种混杂退化,引进品种背景不清,有些品种适应性较差,致使燕麦生产一直处于较为落后的状态。
因此,搜集国内外燕麦种质资源,对其植物学性状、生产性能、品质和抗性进行评价比较,筛选出优异品种代替老化品种,对我国高寒地区畜牧业发展、农牧民增收、生态环境保护均具有重要意义。
本试验于2004-2005年在甘肃华藏养鹿场进行,以初步筛选的26个品种为研究材料,采用随机区组设计,用灰色系统理论从燕麦植物学性状、生产性能、生物抗性、抗倒伏性及品质等方面对其进行综合评价,得到以下结果:1.对燕麦10个植物学性状与青草产量进行逐步回归分析,发现其中的绿叶数、有效分蘖数、茎粗和单茎重4个指标对青草产量贡献显著。
聚类分析结果显示植物学性状表现较好的品种有青永久409、青永久94、青永久709、青永久440、初岛燕麦、青永久343及青永久424。
2.对燕麦生长速度的研究结果表明,青永久478、青永久94、青永久709及青永久409在出苗至灌浆整个生育阶段生长速度快,显示其在天祝地区具有较强的适应性。
3.对26个品种草产量的显著性分析表明青永久316、青永久409、青永久118、青永久709显著高于青引1号、青永久12、青永久877、甜燕麦及选18。
青永久316的草产量最高,达5.49kg/m2,甜燕麦的草产量最低,仅为2.97 kg/m2,二者间相差近一倍。
4. 26个燕麦品种中甜燕麦的茎叶比最小,叶片肥厚、宽大,叶量所占比例较大,饲用价值较高。
此外青永久118、青永久343、青永久409、青永久709以及初岛燕麦的茎叶比也较低,草品质较好,饲用价值高。
5.青永久474的黄矮病发病率显著高于其他品种,但其单株抗黄矮病较强。
褐腐病相对发生较少,发病率较高的有甜燕麦及青永久409,但青永久409的植株个体抗褐腐病较强。
基于燕麦Cly1-like基因序列的燕麦属物种多倍化和驯化历史研究
摘要大麦Cly1基因为AP2基因家族成员之一，控制大麦闭花受粉性状，在大麦驯化过程中扮演了重要角色。
为探讨燕麦属物种的驯化历史，本研究对燕麦属不同物种的Cly1基因进行了同源克隆（Cly1-like），并基于其中的突变型序列开发了分子标记CL Y1，利用该标记对代表27个燕麦属物种的386份材料进行了检测，包括111份A和C基因组二倍体材料，49份C m C m、AB和AC （CD）基因组四倍体材料，38份野生六倍体材料，以及244份栽培六倍体燕麦（74份皮燕麦和170份裸燕麦），同时还对两个具有明显穗部性状差异的栽培六倍体品种配制的群体F2代306份个体和F8代284份个体进行了检测。
主要研究结果如下：1. 通过该分子标记在F2和F8代群体的异常分离率和其与栽培性状的关联系数，推测突变型Cly1-like可能连锁多个与农艺性状相关的基因，同时突变型Cly1-like的等位基因频率在遗传群体中受到负向选择；2. 通过分析突变型Cly1-like基因在不同的燕麦属物种中的分布情况，发现在除六倍体栽培燕麦（A. sativa）以外的所有材料中只有二倍体A. strigosa（PI 111261）和A.brives（Roth）以及六倍体A.hybrida（CA V 5806）和A.occidentalis（CA V 3906）4份材料携带突变型Cly1基因，而六倍体栽培燕麦中突变型和野生型Cly1-like基因均有分布，表明六倍体栽培燕麦可能来源于多次的种间杂交事件而非某一次偶然发生的杂交事件，考虑到突变型Cly1-like的等位基因频率在自然群体中受到负向选择，同时燕麦属物种的天然异交率极低，我们认为燕麦属的六倍体多倍化事件受到了人为因素的影响，该结果还暗示A. strigosa和A. brives可能参与了六倍体物种的进化路径；3. 根据携带突变型和野生型Cly1-like基因的六倍体栽培皮、裸燕麦的地理分布，推测栽培皮燕麦起源于地中海沿岸地区，并沿着两条路径进入中国，其中携带突变型Cly1-like的类群通过俄罗斯进入中国，而携带野生型Cly1-like则通过西亚地区进入中国，且中国的山西和内蒙古地区是最可能的裸燕麦起源地，但在四川及云南地区可能存在一个裸燕麦的次生起源中心。
八倍体节节麦_燕麦部分双二倍体的细胞遗传学鉴定
八倍体节节麦2燕麦部分双二倍体的①细胞遗传学鉴定李浩兵姚景侠(江苏省农科院遗传生理研究所, 南京210014)摘要通过对节节麦、野燕麦、八倍体节节麦2燕麦部分双二倍体的C 分带的研究, 表明八倍体节节麦2燕麦部分双二倍体中含有小麦的B 组和A 组染色体。
通过对节节麦、野燕麦、八倍体节节麦2燕麦部分双二倍体与中国春小麦回交后代的花粉母细胞减数分裂过程中染色体配对行为的研究, 表明回交一代中含有14 个左右的二价体, 而不是预期的7 个二价体; 通过对八倍体节节麦2燕麦部分双二倍体与中国春小麦回交后代花粉母细胞中染色体的原位杂交研究, 表明八倍体节节麦2燕麦部分双二倍体中含有14 条左右的燕麦染色体。
因此, 认为八倍体节节麦2燕麦部分双二倍体不是真正的节节麦与野燕麦的杂种, 而可能是某一四倍体小麦与燕麦的杂交后代。
关键词节节麦; 野燕麦; 八倍体杂种; C 分带; 染色体原位杂交中图法分类号S 5121032M OL ECUL A R CY T O GENET I CAL STUD I ES O N A EG I LO PS)TA US CH II (co s s. SCH-A VENA FA TUAL PA RT I AL A M PH I D I PLO I DL i Ha ob i n g Y a o J i n x i a( I n s t i tu te of A g robiolog ica l G e n e t i cs a n d p hy s i ology , J ia n g su A ca d e m y ofA g r i cu l t u ra l S c i. , N an ji n g210014)A BST RAC T S tu d ie s o n C 2ban d in g o f ch rom o som e s o f A eg ilop s tau sch ii ( co ss. ) Sch. , A ven a fa tua l an d A eg i l o p s tau sch ii ( co ss. ) sch 2A ven a fa tua l p a r t ia l am p h id i p lo id in d ica ted th a t th e re w e re ch rom o som e s o f A geno m e andB genom e o f w h ea t in o c t op lo id h yb r id. S tud ie s o n m e i o t ic syn ap sis o f po llen m o t h e r ce lls o f BC 1 be t w een p a r t i a l a m 2 p h id i p lo id an d C h in a sp r in g w h ea t in d ica ted th a t th e re w e re 14 o r so b iva len t bu t exp ec ted 7 b iva len t. S tud ie s o n i n situ h yb r id iza t i o n o f p o llen m o t h e r ce lls o f BC 1 be t w een p a r t ia l am p h id i p lo rd an d C h in a sp r in g w h ea t in d ica ted th a t th e r e w e re 14 o r so ch rom o som e s o f A ven a fa tua l in it. S o it w a s be liev ed th a t p a r t ia l am p h id i p lo id w a s no t rea l h y b r i d be2 tw een A eg ilop s tau sch ii (co ss. ) sch. an d A ven a fa tua l, it m igh t be h yb r id be tw een a ce r ta in te t rap lo id w h ea t and A vena fa t ua l.KE Y W O R D S A eg i lop s tau sch ii (co ss. ) sch; A ven a fa t ua l; p a r t i a l am p h id i p lo id; C 2ban d in g; in situ h y b r i d i za t i o n麦类植物远缘杂交的研究长期以来一直受到麦类遗传学家和育种学家的高度重视。
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第２２卷第１期 ２０１３年３月 青 海 草 业
ＱＩＮＧＨＡＩ ＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＥ Ｖｏｌ＿２２．Ｎｏ．１
Ｍａｒ．２０１３
文章编号：１００８—１４４５（２０１３）０１—０００２—０４
燕麦种质资源分子遗传多样性研究进展 畅喜云 ，赵建中 （１．青海畜牧兽医职业技术学院，青海湟源８１２１００； ２．青海省草原总站，青海西宁８１０００１）
摘要：分子标记作为一种可以准确快速获得遗传信息的技术已被广泛的应用于农学、医学等领域。本文 主要综述了燕麦种质资源遗传多样分子标记研究进展，对燕麦种质资源遗传多样性保存措施的制定，燕 麦资源新基因的挖掘和种质创新及利用等方面具有重要意义。 关键词：燕麦；种质资源；遗传多样性；分子标记 中图分类号：￥３２６ 文献标识码：Ａ
燕麦属Ａｖｅｎａ Ｌ．）是世界上重要的农作物之 一。
品种资源丰富，具有耐寒、抗旱、耐脊薄、耐适
度盐碱等优点，成为我国第五大粮食作物。燕麦 “食疗兼备”同时具有医疗保健作用，可降低血 脂、控制血糖、减肥和美容。研究和评价燕麦种质 资源的分子遗传多样性，对于种质资源的考察搜 集、创新及利用具有十分重要的作用。 遗传多样性是品种选育的基础。标记主要有 ４种类型，即形态标记、细胞标记、生化标记和分 子标记。利用分子技术研究燕麦的遗传始于２０ 世纪８Ｏ年代后期。Ｒｉｎｅｓ最先采用ＲＦＬＰ技术研 究了燕麦属不同种或品种之间叶绿体和线粒体 ＤＮＡ的多态性及其系统发育关系，检测到有多态 性谱带存在…。其后随着ＲＦＬＰ等多种分子标记 技术的发展，学者们利用分子技术对燕麦属不同 种及不同品种间细胞核ＤＮＡ的多态性进行分析、 品种鉴定和遗传多样性分析 ｊ，结果表明在燕 麦品种间存在较丰富的ＤＮＡ多态性。０’Ｄｏｎｏｕ— ｇｈｕｅ等采用ＲＦＬＰ分子标记构建了第一张二倍体
燕麦Ａ染色体组的遗传图谱；其研究小组在１９９５ 年首次完成了六倍体燕麦的分子遗传图谱＿６］。 随着ＲＦＬＰ、ＡＦＬＰ等分子标记技术１３趋成熟， 已成功构建栽培燕麦的ＤＮＡ指纹图谱¨ ，为燕 麦品种鉴定和遗传关系分析提供更简便有效的方 法。２０００年，Ｊｉｎ等人将Ｋａｎｏｔａ和Ｏｇｌｅ两个品种 杂交后代进行ＡＦＬＰ和ＲＦＬＰ研究分析，发现在 ＲＦＬＰ连锁图中，３６个连锁群中有３２个是与ＡＦＬＰ 标记相连的，这使其连锁图由１４０２ｃｍ增加到 ２３５１ｅｍ，丰富了ＲＦＬＰ图谱 １２］。Ｐａｌ等人用微卫 星（ＳＳＲ）文库对２５０个特异克隆进行测序，分析 燕麦属１３个种的遗传多样性，结果表明这些品种 间有４１％的多态性¨ 。 目前，建立成熟的分子标记技术有十多种， 常用的有限制性片断长度多态性（ＲＦＬＰ）、随机 扩增多态性（ＲＡＰＤ）、内部简单重复序列（ＩＳＳＲ）
、扩增片断长度多态性（ＡＦＬＰ）、微卫星ＤＮＡ又称 简单重复序列（ＳＳＲ）、简单序列长度多态性（ＳＳ． ＬＰ）、酶切扩增多态性序列（ＣＡＰＳ）、单核苷酸多 基金项目：青海省科技攻关项目（２００５～Ｎ一１０３），青海省自然科学基金（２Ｏ１２～Ｚ一９４１Ｑ）资助。 ２ 燕麦种质资源分子遗传多样性研究进展 畅喜云等 态性（ＳＮＰ）、相关序列扩增多态性（ＳＲＡＰ）等。 这些技术已广泛的应用于动植物和微生物等学科 中，并逐步渗透到草业科学领域 。 虽然ＡＦＬＰ、ＩＳＳＲ、ＳＳＲ、ＲＡＰＤ等分子标记已 应用于许多牧草植物的遗传多样性，研究证明 ＲＡＰＤ技术简单快捷，但稳定性较差；ＳＳＲ引物的 设计成本高，ＩＳＳＲ引物受数量的限制，ＡＦＬＰ兼具 ＡＦＬＰ和ＲＡＰＤ的优点，有较高的稳定性，但对基 因纯度和反应条件高。ＳＲＡＰ是一种基于ＰＣＲ的 新型分子标记，在２００１年由美国学者Ｌｉ等研究 芸薹作物中研究获得。ＳＲＡＰ不但克服ＲＡＰＤ重 复性差的缺点，同时克服ＡＦＬＰ技术复杂、成本昂 贵的缺点，具有操作简便快速、成本低、稳定性 好、重复性高、便于测序等特点迅速被大多研究者 所接收采用。目前ＳＲＡＰ技术已成功应用于构建 植物遗传图谱 、作物遗传多样性分析¨ 、 基因定位ｕ 及比较基因组学¨副等方面。 栽培燕麦（Ａｒｅｎａ ｓａｔｉｖａ）是异源六倍体，因基 因组大，基因组结构功能的研究及遗传图谱的构 建等研究落后于其它作物 Ｊ。国外在收集燕麦种 质资源的基础上，采用同工酶及分子标记等手段 对燕麦种质资源进行评价¨，Ｂ ，在遗传改良和 育种方面也取得了较大的成绩。国外学者已采用 ＲＡＰＤ Ｅ２０一 ２。、ＲＦＬＰ［２３—２４］、ＡＦＬＰ［２４一 ６。、ＳＳＲ Ｅ ７。、ＩＳ． ＳＲ［ 。 、ＳＲＡＰ［ 。 等多种标记从分子水平评价了 燕麦的遗传多样性。然而，对栽培裸燕麦种质资 源的系统评价方面做的研究依然很少 卜３３＿。 我国燕麦的研究工作起步晚，技术力量薄弱， 种质资源贫乏，试验手段落后，与国外相比差距较 大。最初燕麦种质资源遗传方面的研究集中在细 胞遗传的核型分析上 、燕麦相关属种的远缘 杂交的研究＿３’－３９］。罗桂花等利用同工酶等方法 对我国地方燕麦品种进行了分析，结果表明存在 较丰富的遗传多样性 Ｊ。 燕麦分子遗传方面的研究主要在遗传差异和 品种鉴定方面。王茅雁利用ＲＡＰＤ对我国８个燕 麦种共２１份材料进行遗传差异及类群划分的研 究，揭示了燕麦分子遗传差异 ；刘欢利用ＡＦＬＰ 标记对３４个饲用燕麦８个裸燕麦品种进行了多 样性研究，结果认为裸燕麦的遗传相似度较高，我 国皮燕麦品种遗传多样性低于加拿大皮燕麦【拍 ； 周青平等利用ＲＡＰＤ标记对２种高产燕麦品种研 究发现存在较大的遗传差异，此标记对燕麦进行 遗传关系和分类研究是可行的 ；徐微建立并优 化裸燕麦ＡＦＬＰ反应体系，并对２８１份栽培裸燕麦 遗传多样性进行分析＿４引；姜志艳对杂交育成新品 种及其父母本进行了ＲＡＰＤ分析，并比较他们的 遗传关系远近，为新品种选育和育种工作提供了 理论依据＿４９］。此外，万士梅和徐传祥在表达载体 的构建和表达都进行了研究 Ｊ。 综上所述，开展燕麦种质资源的分子遗传多 样性研究和评价工作，对燕麦种质资源遗传多样 性保存措施的制定、燕麦资源新基因的挖掘、种质 创新利用具有十分重要的意义。我国是燕麦的起 源中心和主产国，具有丰富的燕麦种质资源，利用 现代分子生物技术对燕麦种质资源进行深入研究 评价是目前亟待开展的课题。
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