论文-小麦基因组研究进展.docVIP

课程论文（作业）封面 （ 2011 至 2012 学年度 第 2 学期） 课 程 名 称：_植物组学___ _____________ 学 生 姓 名：__ __________ 学 号：_________ 年 级：__ ____________ 任 课 教 师: _ ____________ 提 交 日 期： 年 月 日 成 绩：__________________ 教 师 签 字：__________________ 开课---结课：第 周---第 周 评 阅 日 期： 年 月 日 小麦基因组研究进展 摘要：本文从小麦遗传图谱、物理图谱、比较基因组、基因组测序和EST 5个方面，介绍国内外小麦基因组的研究进展。目前，小麦7个部分同源群染色体的全部RFLP图谱、普通小麦完整的21条染色体的遗传图谱以及圆锥小麦、粗山羊草的部分染色体的遗传连锁图均已构建；小麦1B染色体和第二、第三、第四、第五、第六、第七群染色体的物理图谱均已建立；小麦基因组标图和小麦族内以及小麦与黑麦、大麦、燕麦、水稻、玉米等作物间的比较标图研究也已取得了突破性进展。 关键词：小麦;基因组;遗传图谱;物理图谱;EST;功能基因组;水分利用效率;QTL 小麦是世界第一大作物，小麦产量的丰歉在世界粮食安全性方面占有重要地位。随着小麦遗传研究的深入发展，特别是现代分子遗传技术的迅速提高，小麦的分子标记、基因图谱、基因克隆、转基因、基因测序、基因结构和功能等研究都将有长足的进展 ,基因组学研究已成为当代小麦遗传研究的核心。我们相信，在 21 世纪，小麦基因组的研究将有大的飞跃。 1989 年，由美国小麦遗传学家牵头成立了国际小麦族图谱动组织 ( International Triticeae Mapping Initiative , IT2MI)，当时的主要任务是建立小麦族遗传图谱和物理图谱，该组织今年已经由 California 大学转移到苏格兰作物研究所(Scottish crop research institute)，目前主要进行的有以下9个项目： 表达序列标签 (expressed sequence tags ,EST) 文库的构建和管理 ;2)生物信息学 :提供信息和相应的分析工具 ,破译诸 EST 序列的遗传信息 ;3)大的插入片段文库构建(如六倍体小麦的 BAC) ;4)功能分子标记(单核苷酸序列 SNP ,简单重复序列 SSR) ;5) 构建可覆盖基因组的重叠连接片段(contiguous) ;6) 连锁图谱和QTL(quantitative trait loci) ;7)微阵列(Microarray) 大规模功能基因表达鉴定 ;8) 遗传数据库和基因符号(Genetic stocks and gene symbols) ;9)发展领域(如诱变基因组 ,反求遗传学)。 现将国内外小麦基因组的研究进展综述如下，以期为我国小麦基因组研究提供有用信息。 1 小麦的遗传连锁图 普通小麦的起源是由AA、BB和DD三组染色体组成的，部分同源染色体和它的多倍性给遗传研究带来了问题，同时也带来了特殊的机遇。普通小麦单倍体基因组的DNA含量(指C值)约为 1. 6 × 1010bp，大约是玉米DNA含量(2n= 20 ,C = 3 × 109bp)的6倍，是水稻(2n= 24 ,C = 4 × 108bp)的40倍。小麦染色体的平均长度为11. 2μm(总长为235.4μm)，平均每条染色体的 DNA 含量约为水稻单倍体DN含量的2倍。普通小麦基因组中约80 %的DNA 是由高度重复序列组成的。普通小麦的基因组大，异源多倍性和种内酶切位点与片段长度多态性少，这使普通小麦中构建高密度的RFLP、SSR等DNA分子标记图谱成为相当艰巨的任务。于是有人提出了利用已经确定的普通小麦二倍体亲缘种去构建普通小麦高饱和基因组图谱的策略。这一工作已在普通小麦的 D 和 A 组供体中粗山羊草和一粒小麦中进行。 在普通小麦的所有供体中，以粗山羊草与普通小麦的D组染色体最为相似，其染色体间配对最好，而且两个物种间的基因线性关系也最保守。小麦族75 %以上的DNA探针在两种粗山羊草中能检测到多态性。已构建的粗山羊草遗传连锁图中已有330个标记已被定位，平均每条染色体上约有47个标记。这些探针的序列和相对位置在粗山羊草与普通小麦的D 组，以及A、B组之间都有很大的保守性。Boyko 等(1999)利用RFLP和AFL