野生二粒小麦的遗传多样性及高分子量谷蛋白亚基基因的克隆与进化分析

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1、GeneticDiversityofTriticumdicoccoidesandCloning&EvolutiononItsHighMolecularWeightGluteninSubunitGenesADissertationSubmittedtotheGraduateSchoolofHenanUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofDoctorofScienceByZhangDaleSupervisor：Prof．LiSuopingMay,2014关于学位论文独创声明和学术诚信承诺奉A向河南大学提出博

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5、2n=6x=42，AABBDD)-级基因资源库，具有丰富的遗传多样性和许多优良的有益基因。由于普通小麦的遗传背景日益趋同，对外界的适应能力急剧下降，并且我国小麦品种的综合加工品质较低。为丰富小麦的遗传背景，增强小麦的品质，亟需挖掘和利用新的基因资源。本研究以来自中东地区的110份野生二粒小麦为材料，分别利用核基因组和叶绿体基因组上的SSR标记分析其遗传多样性以及A、B基因组在普通小麦进化中的遗传分化；通过表征其面粉品质和高分子量谷蛋白亚基(HMw—GS)的组成差异，探讨野生二粒小麦中HMW-GS与面粉品质之间的联系；通过克隆6个野生二粒小麦Glu．1B位点上代表性的HMW-GS基因，分

6、析HMW-GS与品质效应间的分子基础，并根据同源性HMW-GS基因序列多重比对，探讨普通小麦B基因组的进化。主要研究结果如下：1．从58对核基因组SSR标记中共筛选出43对能扩增出稳定带型且多态性好的标记，共检测出545个等位基因变异，不同SSR位点的Nei’S基因多样性指数(胁)平均为O．842。SSR引物的多态性信息含量指数(朋)平均为O．825。其中，六倍体普通小麦和四倍体小麦的平均Nei’S基因多样性指数(胁)分别为0．431、0．600，而野生二粒小麦的Nei’S基因多样性指数(胁)平均高达0．836。基于核基因组SSR位点计算的Nei遗传距离构建系统聚类树，110份野生二粒

7、小麦被分成了3大类，其遗传距离在0．3534．0．3807之间，平均为0．3664。在A组中，野生二粒小麦与四倍体小麦的遗传距离为0．4209，四倍体小麦与普通小麦的遗传距离为0．7056；B组中，野生二粒小麦与四倍体小麦的遗传距离为0．4497，四倍体小麦与普通小麦的遗传距离为O．5441，表明野生二粒小麦在普通小麦进化中A、B组存在一定的分化，并且A、B基因组的进化速率也不相同。从中国春叶绿体上的24对引物中共筛选出21对能扩增出稳定带型且有多态性的引物，共检测出56个等位基因变异，不同SSR位点的Nei’S基因多样性指数(胁)平均为0．279，平均多态性信息含量指数(PIC)为0

8、．248。基于叶绿体基因组SSR位点计算的Nei遗传距离构建系统聚类树，野生二粒小麦被分成了3大类，它们之间的遗传相似系数高达O．904，野生二粒小麦居群与四倍体小麦、普通小麦的遗传距离分别为O．27和O．3504，表明野生二粒小麦与四倍体小麦、普通小麦的叶绿体基因组有较高的相似性。2．野生二粒小麦的HMW-GS组成结果显示，在Glu．A1位点上共检测到9种类型，其中1亚基类型的频率最高，并且在Glu．A1位点上还出现了在普通小麦中很少检测到的