1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
课题的意义与应用前景小麦是我国重要的粮食作物,但随着农业的现代化发展以及对小麦品种的定向选择,造成了小麦基因资源、遗传资源、种质资源的严重流失,小麦品种多样性受到破坏。
这不但降低了我国小麦的产量与品质,也增加了农民对小麦病虫害防治的成本,降低了经济效益和农民生产的积极性。
为了满足农业生产上对小麦品种优质、稳产、多抗的需要,可以通过对小麦近缘物种基因资源的发掘来实现。
2. 研究的基本内容和问题
研究目标确定簇毛麦NLR类基因染色体定位和分布,同时开发该类R基因专化的分子标记,建立起簇毛麦基因组NLRs标记类基因分布物理图谱。
研究内容本实验利用生物信息学比对的方法,将已获得的簇毛麦NLRs基因序列与近缘物种大麦,以及普通小麦的基因组数据比对,根据差异区段设计特异引物,利用小麦簇毛麦整臂易位系、中国春、簇毛麦等材料进行PCR扩增对电子定位的结果进行验证,进而构建簇毛麦全基因组NLRs标记基因分布物理图,以进行簇毛麦NLRs类基因的染色体定位和分子标记开发。
拟解决问题在实验室建立的簇毛麦R基因富集测序数据库的基础上,通过生物信息学数据分析和结合小麦-簇毛麦易位系、添加系材料进行基因定位实验验证,建立起簇毛麦基因组NLRs类基因分布物理图,以丰富簇毛麦R基因专化标记。
3. 研究的方法与方案
研究方法在簇毛麦与大麦NLRs共线性区段中寻找出同源性较高的重叠群,与经过测序获得的普通小麦A染色体组,D染色体组以及IWGSC数据库中的全基因组序列进行比对,找出插入/缺失的差异区段,设计能够特异扩增出V组序列的特异引物,利用已有的普通小麦-簇毛麦设计的1V-7V的易位系和附加系以及亲本中国春、簇毛麦、硬簇麦等材料进行PCR扩增,对获得凝胶电泳结果进行分析,判断簇毛麦NLR类基因染色体的电子定位的准确性,从而构建簇毛麦全基因组NLRs在个染色体臂上分布的物理图谱。
技术路线与大麦NLRs基因定位高通量比对后,进行簇毛麦初步染色体电子定位同时设计出设计簇毛麦NLRs基因序列特异引物对电子定位结果进行初步物理定位并验证电子定位结果,进而构建全基因组NLRs分布物理图谱。
实验方案及可行性分析本实验所涉及的标记开发和定位等研究内容,在国内外已经有相当成熟的理论基础和技术基础。
4. 研究创新点
特色与创新实验将小麦野生亲缘物种簇毛麦R基因富集高通量测序结果的生物信息分析和实验验证紧密结合在一起,构建簇毛麦基因组NLRs类基因分布的物理图谱,方便了后续功能基因的定位和克隆研究,将为小麦的抗性新基因的发掘和抗病分子育种提供重要支撑。
5. 研究计划与进展
研究计划及预期进展2017年7 月1日7月31日收集资料,阅读文献,与导师交流2017年8 月1日8月10日 确定课题方向,准备实验2017年8月11日10月31日学习实验操作,进行前期实验2017年11月1日11月20日初步取得数据并整理,分析问题2017年11月21日12月1日在导师指导下撰写课题文献综述2017年12月2日12月31日进行实验,完善数据2018年1月1日1月10日与导师确定论文选题,进行实验2018年1月11日1月26日在导师指导下撰写开题报告2018年1月27日2月23日完成中期报告,总结实验,2018年2月24日3月23日完成试验并获得完整数据,构建出物理图谱,完成论文草稿2018年3月24日4月20日 完成论文,定稿
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