蔗茅杂种染色体传递规律及特异DNA序列定位的研究

云南农业大学自主采集和保育的蔗茅，具有抗旱耐寒性强、成熟期早、糖分含量高等特性。在云南省自然科学基金的资助下，课题组首次利用蔗茅与甘蔗进行属间杂交获得成功，目前已构建起蔗茅杂种F1、BC1、BC2后代群体，并从中选育出耐寒高产的甘蔗新品系。由于甘蔗遗传背景复杂，其远缘杂交后代存在着染色体配合"不平衡"现象，导致染色体类型多样、特定遗传物质传递与分布不明，给甘蔗定向育种和种质创新带来困难。本研究拟以蔗茅杂种后代及其亲本为材料，应用GISH原位杂交技术，检测其染色体传递行为，分析不同传递行为对其后代性状的影响关系，为提高选择效率提供依据。同时，对已克隆的蔗茅特异DNA片段进行测序和引物合成，PCR检测这些特定遗传成分在杂种后代中的分布及传递动态，并对出现频率较高的单低拷贝及短片段序列进行原位PCR定位，比对基因库有关信息，分析其可能的遗传结构与功能，为功能基因的定位、分离、克隆及转化奠定基础。

本项目选取课题组自主采集和保育的、具有抗旱耐寒性强、成熟期早、糖分含量高等特性的蔗茅（Erianthus fulvus）野生种与甘蔗（Saccharum spp.）栽培种进行属间远缘杂交而获得的含有蔗茅血缘的不同世代（F1、BC1、BC2）材料，采用染色体计数、分子标记、原位杂交、原位PCR定位等技术，探索蔗茅与甘蔗杂交的染色体遗传行为，追踪蔗茅血缘在不同世代材料中的传递状况，并对传递率较高的蔗茅特异DNA序列进行了定位等。通过实施，项目建立起了甘蔗染色体原位杂交GISH技术平台，揭示了甘蔗与蔗茅杂交的染色体遗传行为，即：蔗茅杂种F1 、BC1 、BC2材料的染色体数目均有一定差异，其双亲染色体传递呈现不典型的“n+n”方式，n为不严格等于（多于或少于）配子体染色体数目；项目筛选出55对能够扩增杂种后代中蔗茅特异DNA序列的PCR引物（RAPD-SCAR引物19对、SSR引物12对、ISSR引物12对、AFLP引物12对），可追踪蔗茅特异DNA序列在不同杂种世代中的分布和传递动态；项目建立起甘蔗染色体原位PCR定位检测技术体系，获得传递率较高的3个蔗茅特异DNA序列的染色体物理定位图谱；将各特异片段与GenBank中现有序列进行比对，表明它们是蔗茅特异序列（同源性30%-79%），但未发现功能基因片段，其可能的遗传结构与功能有待进一步研究。项目已发表论文5篇（SCI收录1篇），培养博士生1名、硕士生2名。对照考核指标，项目已完成了各项计划内容，获得了预期研究成果。