1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
小麦野生近缘植物是小麦遗传改良的重要基因宝库,利用远缘杂交和染色体工程方法已经成功地将多种外源物种的有益基因导入普通小麦,用于遗传研究和品种改良,育成了一批在生产上大面积推广的小麦品种,并取得了较大的经济效益和生态效益。赤霉病是小麦的重要病害,在我国长江中下游麦区、华南冬麦区及东北春麦区东部发病较为严重[1],几乎每4年重发1次,一般年份减产10%~15%,重发年份减产20%~40%。在我国黄淮麦区赤霉病的发生亦日趋加重,目前赤霉病的发病面积已达全国小麦总面积的1/4,造成了重大危害。近年来在美国和加拿大,小麦赤霉病也愈来愈重,已上升为美国小麦的第一大病害[2]。赤霉病除造成产量损失外,还影响种子质量及人、畜健康。减轻小麦赤霉病危害最经济有效的措施是选育抗病品种,由于缺乏理想的抗源材料,抗赤霉病育种难以获得突破性进展。在小麦的亲缘植物中,迄今虽未发现对赤霉病免疫的物种,但研究表明鹅观草的抗性表现最好[3]。
鹅观草(RoegneriakamojiOhwi,2n=42,StStHHYY)属于禾本科(Poaceae)小麦族(TriticeaeDumortier)小麦亚族(TriticinaeTrinexGriseb)鹅观草属(RoegneriaC.Koch)[4][5],为多年生草本,广泛分布于东亚;具有多花多粒、耐湿等优点,并对小麦赤霉病表现较高的抗性[3][6]。南京农业大学细胞遗传所从1985年开始利用远缘杂交将鹅观草染色质导入普通小麦,获得多个普通小麦-鹅观草异染色体系,对于拓宽普通小麦的遗传基础具有重要意义。随着分子遗传学的发展,产生了各种分子标记技术,如PFLP、PAPD、AFLP、SCAR、SSR等,为识别外源染色质、鉴定染色体结构变异提供了非常有效的工具。本研究就是利用分子标记对已获得的普通小麦-鹅观草异染色体系进一步分析[11][12],同时筛选鹅观草其他染色体的特异分子标记,用于在新配组的普通小麦-鹅观草远缘杂种后代中鉴定更多的普通小麦-鹅观草异染色体系。研究结果将对小麦抗赤霉病和其他性状的遗传研究和种质改良提供更多的遗传变异材料,增加小麦的遗传多样性,同时可以加深对鹅观草遗传的认识,推进其研究工作。
参考文献:
2. 研究的基本内容和问题
本实验研究目标
筛选普通小麦-鹅观草染色体和其他染色体专化的分子标记,利用分子标记对已获得的普通小麦-鹅观草异染色体系进一步鉴定。
本实验研究内容
3. 研究的方法与方案
研究方法
PCR反应体系:在10μL反应体积中,包含约20100ng模板DNA,1Taq Buffer,2mmolL-1 MgCl2,四种dNTP终浓度各为0.2mmolL-1,上、下游引物终浓度各为0.2μmolL-1,0.5U Taq DNA聚合酶。 PCR反应程序:94℃变性3min;然后94℃ 30s,根据不同引物调整退火温度介于50℃-60℃ 45s,72℃ 2min, 共31个循环;最后72℃延伸10min。扩增产物经8%聚丙烯酰胺凝胶电泳并用硝酸银染色,观察、照相并分析结果。
技术路线
4. 研究创新点
用PCR和聚丙烯酰胺凝胶电泳等实验操作技术,筛选普通小麦-鹅观草染色体的分子标记,并利用分子标记对已获得的普通小麦-鹅观草异染色体系进行快速准确的鉴定。
5. 研究计划与进展
研究计划及预期进展
1.2013年7月8月,提取普通小麦-鹅观草染色体的DNA并且筛选染色体专化的分子标记;
2.2013年9月2013年12月,利用分子标记普通小麦-鹅观草异染色体系进行分析;
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