利用重復序列對幾種野生稻基因組的比較分析.pdf

1、本文以斑點野生稻(O. Punctata)、短藥野生稻(O. Brachyantha)、藥用野生稻(O. Officinalis)、澳洲野生稻(O. Australiensis)、非洲野生稻(O. Schweinfurthiana)、高桿野生稻(O. Alta)、寬葉野生稻(O. Latifolia)以及亞洲栽培稻(O. Sativa L.)和非洲栽培稻( O. Glaberrima)幾個稻種為研究材料，利用稻屬基因組中的三種重復序列C

2、0t-1 DNA、rDNA和ITS序列進行細胞遺傳定位和序列分析，旨在闡明這些重復序列在基因組中的分布和結構特點、為稻屬系統(tǒng)進化研究建立一種新的研究手段，進而探討不同基因組和稻種之間的親緣關系，促進對栽培稻遺傳背景的了解，為水稻雜交育種和野生稻資源的充分利用提供分子遺傳學指標。其主要結果如下：
　　 1.C0t-1 DNA的定位分析利用來源于AA基因組亞洲栽培稻(O. Sativa L.)的中高度重復序列C0t-1 DNA和基

3、因組DNA作為探針，對斑點野生稻(O. Punctata)和短藥野生稻(O. Brachyantha)根尖染色體進行了比較基因組分析。一方面，根據(jù)C0t-1 DNA的雜交信號結果對三種稻的染色體進行了核型分析，發(fā)現(xiàn)C0t-1 DNA主要分布在這三種染色體的著絲粒、近著絲粒和端粒區(qū)域，并對這3個種的核型進行了同源性聚類。另一方面，根據(jù)基因組DNA和C0t-1 DNA對斑點野生稻(O. Punctata)和短藥野生稻(O. Brachyan

4、tha)的雜交信號結果對三種稻的基因組關系進行的比較分析，均發(fā)現(xiàn)A基因組和B基因組間的進化關系明顯近于A基因組和F基因組間的進化關系。并確定了含有中高度重復序列的C0t-1 DNA用于屬內種間關系研究的可行性。
　　 2.rDNA的定位分析利用5S rDNA和45S rDNA分別對秈稻“廣陸矮4號” (AA)、非洲栽培稻(AA)、藥用野生稻(CC)、非洲野生稻(BBCC)、高桿野生稻(CCDD)、寬葉野生稻(CCDD)以及栽培

5、稻×藥用野生稻F1植株(ACC)等7個種(包括3個二倍、3個四倍體以及人工選育雜種)進行原位雜交。確定了5S rDNA和45S rDNA在其染色體上的數(shù)目和位置，并初步探討多倍體rDNA的進化關系。其中5S rDNA位點數(shù)不管在栽培稻、藥用野生稻等二倍體中，還是非洲野生稻、高桿野生稻和寬葉野生稻的異源四倍體中都只有2個位點。這表明在稻屬中，二倍體在加倍形成四倍體的過程中，5S rDNA位點傾向于丟失。而稻屬中45S rDNA基因座的多態(tài)

6、性要遠高于5S rDNA，5S rDNA同步進化力量較強，其重復單位間純合或接近純合，而45S rDNA這種力量較弱，重復單位間還存在雜合性。這些多態(tài)位點為弄清多倍體植物的起源，揭示這些屬內植物間的網狀進化關系提供了重要證據(jù)。
　　 3.ITS序列分析為探討稻屬藥用野生稻復合體不同種間的遺傳進化及不用基因組之間的親緣關系，本研究運用PCR技術擴增并測序了該復合體的5個野生稻種的完整的ITS區(qū)及5.8S區(qū)。以ITS序列為研究對象

7、，構建了分子系統(tǒng)進化樹。對ITS序列的分析表明，ITS1 和ITS2均有較高的G/C含量，長度較為保守。對完整ITS及5.8S區(qū)聚類分析發(fā)現(xiàn)，藥用野生稻(O. Officinalis)和高桿野生稻(O. Alta)聚為一類，序列同源性關系很近；斑點野生稻(O. Punctata)、短藥野生稻(O. Brachyantha)和澳洲野生稻(O. Australiensis)聚為一類，但斑點野生稻和短藥野生稻的ITS序列同源性關系要近于斑點野