小麦-黑麦1BL.1RS易位系中反转座子对临近基因表达影响的研究

批准号:
31471498
项目类别:
面上项目
资助金额:
82.0 万元
负责人:
唐宗祥
依托单位:
学科分类:
C1307.作物基因组及遗传学
结题年份:
2018
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
谭飞泉、陈雷、陈曦、王洋洋、李萌、汤颖子
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中文摘要
小麦-黑麦1BL.1RS易位系在小麦育种中起着重要作用,而对于1BL.1RS易位染色体与小麦基因组之间的遗传相互作用机制了解甚少。鉴于反转座子是小麦基因组的主要组成部分,且具有重要生物学功能,从反转座子入手进行研究可以丰富这方面的认识。我们获得了1RS来源相同,小麦背景不同的新型初级1BL.1RS易位系。本项目研究将以这些易位系为材料,采用MSAP、cDNA反转座子展示和原位杂交的方法,研究Ty1-copia和Ty3-gypsy类反转座子在1BL.1RS易位系中的转录读出活性及其对临近基因表达的影响,同时了解有转录活性的反转座子在染色体上的分布状况,明确1BL.1RS易位系中,表现转录活性的反转座子家族以及表达受其影响的基因类型,阐明1BL.1RS易位染色体与小麦遗传背景相互作用的分子机制,丰富1BL.1RS用于小麦育种的理论基础。
英文摘要
Wheat-rye 1BL.1RS translocation lines play an important role in wheat breeding program. The study on the genetic interactions between 1BL.1RS translocation chromosome and wheat genome has been seldom reported. The studying based on retrotransposons will give better understanding of the genetic interactions between 1BL.1RS chromosome and wheat genome because retrotransposons occupy the most component of wheat genome and have important biological function. New primary 1BL.1RS translocation lines, which contain different wheat backgrounds and the same 1RS arms, have been developed. In this project, these 1BL.1RS translocation lines will be used to investigate the transcriptional activity of Ty1-copia-like and Ty3-gypsy-like retrotransposons. In addition, the distribution of the retrotransposons with transcriptional activity on chromosomes and the influence of retrotransposons on the expression of their adjacent genes will be also detected through the methods of MSAP,cDNA-retrotransposon display and in situ hybridization. The aim of this study is to discover the retrotransposon families that can display transcriptional readout activity and the genes that can be influenced by the readout activity in 1BL.1RS translocation lines, and to understand the molecular mechanisms of genetic interactions between 1BL.1RS chromosome and wheat genome. The results of this study will entich the theoretical basis of utilization of 1BL.1RS chromosome in wheat breeding program.
小麦-黑麦1BL.1RS易位系在小麦育种中起着重要作用,而对于1BL.1RS易位染色体与小麦基因组之间的遗传相互作用机制了解甚少。鉴于反转座子具有重要生物学功能,研究其对基因表达的影响具有重要意义。本项目研究利用有性状差异的姊妹1BL.1RS易位系,进一步创制新材料,研究反转座子的LTR的表达情况和染色体的分布情况;研究有表达差异的LTR的DNA甲基化状态;寻找对临近基因表达有影响的LTR、研究其DNA甲基化状态以及对农艺性状的影响;开发1RS特异分子标记;调查83份1BL.1RS易位品种(系)的染色体结构变异。结果如下:创制了新的1BL.1RS易位系和4种1BL.1RS染色体结构变异的1BL.1RS易位系。反转座子Angela、Barbara和Laura家族的LTR具有转录活性,且都受小麦背景和发育时期的影响,Barbara家族的LTR还受环境影响。LTR的表达变化与DNA甲基化无关。LTR有表达活性的反转座子在小麦染色体上的分布状态不同。获得了与结构基因1RS1447相邻的反转座子Gypsy-1447-LTR_1RS。Gypsy-1447-LTR_1RS的3'-LTR与基因1RS1447的起始密码子之间相隔327 bp,根据该反转座子的LTR、基因1RS1447以及两者的间隔序列设计了3对特异引物L1447、A1447和G1447-12,利用它们探明了基因1RS1447的表达受LTR的影响,且可能影响籽粒灌浆程度。DNA甲基化与LTR的表达差异无关。开发了114个定位于1RS3个区段的新1RS特异分子标记。83份1BL.1RS易位品种(系)中,5A、3B、7B和1D染色体的变异最为丰富。创制的新材料可以用于小麦育种、也可用来研究1BL.1RS易位染色体不同区段的功能。反转录转座子Angela、Barbara 和 Laura家族的LTR的表达活性及DNA甲基化的研究结果,为今后小麦反转座子功能研究提供了理论指导。反转录转座子Gypsy-1447-LTR_1RS与基因1RS1447的发现,对研究LTR影响基因的表达有重要作用,基因1RS1447可能具有重要功能。引物L1447、A1447和G1447-12对进一步研究Gypsy-1447-LTR_1RS和基因1RS1447的功能奠定了很好地基础。1RS特异标记可以用来研究1RS不同区段的功能。
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FISH Karyotype of 85 Common Wheat Cultivars/Lines Displayed by ND-FISH Using Oligonucleotide Probes
使用寡核苷酸探针通过 ND-FISH 显示 85 个常见小麦品种/品系的 FISH 核型
DOI:10.1556/0806.45.2017.049
发表时间:2017-12-01
期刊:CEREAL RESEARCH COMMUNICATIONS
影响因子:1.6
作者:Jiang, M.;Xaio, Z. Q.;Tang, Z. X.
通讯作者:Tang, Z. X.
DOI:--
发表时间:2016
期刊:四川农业大学学报
影响因子:--
作者:刘洪坤;唐宗祥
通讯作者:唐宗祥
DOI:--
发表时间:2015
期刊:麦类作物学报
影响因子:--
作者:陈雷;李萌;王洋洋;邱玲;汤述尧;唐宗祥;符书兰
通讯作者:符书兰
Development of new PCR-based markers specific for chromosome arms of rye (Secale cereale L.)
开发新的基于 PCR 的黑麦染色体臂特异性标记(Secale Greeke L.)
DOI:10.1139/gen-2015-0154
发表时间:2016-03-01
期刊:GENOME
影响因子:3.1
作者:Qiu, Ling;Tang, Zong-xiang;Fu, Shu-lan
通讯作者:Fu, Shu-lan
亚端部串联重复序列组成特征对黑麦1R染色体短臂减数分裂识别配对的影响
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:58万元
- 批准年份:2020
- 负责人:唐宗祥
- 依托单位:
国内基金
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