Kỹ thuật cải tiến nhiễm sắc thể từ phấn hoa lúa mì

Science China Press., Co. Ltd. - Tập 44 - Trang 964-970 - 1999
Han Hu1, Xiangqi Zhang1, Wenjun Zhang1, Jiankang Jing1, Erming Wang1, Xianping Wang1
1State Key Laboratory of Plant Cell art Chromosom Engineering Institute of Genetics, Chinese Academy of Sciences, Beijing, China

Tóm tắt

Cải tiến nhiễm sắc thể từ phấn hoa lúa mì là quy trình mới kết hợp giữa nuôi cấy nhụy và các kỹ thuật cải tiến nhiễm sắc thể. Quy trình này có khả năng chuyển giao các gen ngoại hữu ích vào các giống lúa mì, tăng cường đa dạng di truyền cho việc nghiên cứu di truyền và lai tạo. Trong nghiên cứu này, hai quy trình mới đã được thiết lập, ở cấp độ gen và cấp độ nhiễm sắc thể đơn. So với cải tiến nhiễm sắc thể cổ điển, cải tiến nhiễm sắc thể từ phấn hoa lúa mì có những đặc điểm chính sau: (i) sự đa dạng của sản phẩm, (ii) độ ổn định nhanh chóng và (iii) hiệu quả cao trong việc chọn lọc. Các thí nghiệm cho thấy cải tiến nhiễm sắc thể từ phấn hoa lúa mì là một cách hiệu quả để tạo ra các dòng chuyển giao ngoại tệ, đặc biệt là dòng chuyển giao không phải Robertsonian. Trong khi đó, việc sử dụng quy trình này kết hợp với các phương pháp xác định tổng thể đã thực hiện việc khảo sát các gen hữu ích và các dấu hiệu phân tử trên nhiễm sắc thể lúa mạch 1R và 6R tương ứng. Các vai trò và mối quan hệ giữa cải tiến nhiễm sắc thể từ phấn hoa lúa mì và kỹ thuật gen trong việc cải thiện cây trồng đã được thảo luận.

Từ khóa

#cải tiến nhiễm sắc thể #phấn hoa lúa mì #gen ngoại #đa dạng di truyền #chuyển giao gen

Tài liệu tham khảo

Hao, S.,Cell Biology (in Chinese), Beijing: Education Press, 1983, 308. Hu, H., Xi, Z.Y., Jia, S.E., Chromosome variation of somatic cells of pollen calli and plants in wheat (Triticun aestirum L.),Acta Genctica Sinica (in Chinme), 1978, 5: 23. Hu, H., Xi, Z.Y., Ouyang, J.W.et al., Chromosome variation of pollen mother cell of pollen derived plants in wheat (Triticum aestivum L.),Sci. Sin., Ser. B, 1980, 23: 905. Wang, Y.B., Hu, H., Gamete composition and chromosome variation in pollen-derived plants from octoploid triticale × wheat hybrids,Theor. Appl. Genet., 1993, 85(6-7): 681. Hu, H., Xi, Z. Y., Tao, Y. Z., Gametoclonal variation inTriticeae, inPlant Chromosome Research 1987,Proc. 1stSino Jpn Symp Plant Chromosomes, Hiroshima, Japan: Shoko Center, 1989, 231. Hu, H., Xi, Z. Y., Wang, X. Z.et al., Chromosome engineering in theTriticeae using pollen-derived plants, inProc. 8th Intl. Wheat Genet. Symp. (eds. Li, Z.S., Xin, Z.Y.), Beijing: China Agricultural Scientech Press, 1995, 557. Hu, H., Use of haploids in crup improvement, inProc. Inter-center Seminar on IARC and Biotechnology. Manila, Philippines: Internationa1 Rice Research Institute, 1985, 23. Tao, Y.Z., Hu, H., Recombination of D-R chromosome in pollen-plants cultured from hybrids of 6x triticale × common wheat,Theor. Appl. Genet., 1989, 77: 899. Wang, X. Z., Hu, H., The chromosome constitution of plants derived from pollen of hexaploid triticale × common wheat F1 hybrids,Theor. Appl. Cenet., 1985, 70: 92. Zhang, X.Q., Wang, X.P., Jing, J.K.et al., Characterization of wheat-triticale doubled haploid lines by cytological and biochemical markers.Plant Breeding, 1998, 117: 7. Wang, G.. Ji, J., Wang, Y. B.et al., The genetic characterization of novel multi-addition doubled haploid lines derived from triticale × wheat hybrids,Theor. Appl. Genet., 1993, 87: 531. Sears, E. R., Tranefer of alien genetic material to wheat, inWheat Science—Today and Tomorrow (eds. Evans, L.T., Peacock, W.J.), Cambridge: Cambridge University Press, 1981, 75. Feldman, M., Cytogenetic and molecular approarhes to alien gene tranfer, inProc. 7th Intl. Wheat Genet. Symp (eds. Miller, T.E., Koebner, R.M.D.), Cambridge: Institute of Plant Science Research, 1988, 23. Jiang, J.M., Friebe, B., Gill, B.S., Recent advances in alien gene transfer in wheat,Euphytica, 1994, 73: 199. Endo, T.R.. Chrommomc mutations induced by gametocidal chromosomes in common wheat, inProc. 7rh Intl. Wheat Gene. Symp. (eds. Miller, T.E., Koebner, R.M.D.), Cambridge: Institute of Plant Science Research, 1988, 259. Lapitan, N.L.V., Sears, R.G., Gill, B.S., Translocations and other karyotypic structural changes in wheat × rye hybrids regenerated from tissue culture,Theor. Appl. Genet., 1984, 68: 547. Larkin, P. J., Scowcroft, W.H., Somaclonal variation—a novel source of variability from cell culture for plant improvements,Theor. Appl. Genet., 1981, 60: 197. Wang, E.M., Jing, J.K.. Wen, Y.X.et al., Genetic variation of rye chromosome 1R in wheat background.Acta Cenetica Sinica (in Chinese). 1997. 24(1): 42. Wang, E. M., Wen, Y. X., Wei, R. X.et al., Creation and characterization of a wheat/rye small fragment chromosome translocation line,Acta Genetica Sinica (in Chinese), 1997, 24 (5): 453. Wang, E.M., Xing, H.Y., Wen, Y.X.et al., Molerular and biochemiral characterization of a non-Robertsonian wheat-rye chromosome translocation line,Crop. Sci., 1998, 38: 1076. Badaeva, E.D., Jiang, J., Gill, B.S., Detection of intergenomic translocation with centromeric and noncentromeric breakpoints inT. araraticum: Mechanisms of origin and adaptive significance,Genome, 1995, 38: 976. Ren, Z.L.. Bang, H.Q., Introduction of wheat/rye small fragment chromosome translocation line,Science in China, Ser. C. 1997, 27(3): 258. Wang, Y. B., Hu, H., Snape, J. W., Spontaneous wheat/rye translocation from female meiotic products of hybrids between octoploid triticde and wheat,Euphica, 1995, 81: 265. Wang, Y.B., Hu, H., Snape, J.W., The genetic and molecular characterization of pollen-derived plant lines from octoploid triticale × wheat hybrids,Theor. Appl. Genet., 1996, 92: 811. Hao, S., He, M. Y., Xu, Z. Y.et al., Analysis of meiosis of the anther culture derived plants in wheat (Triticum aestivum L.),Sci. Sin., 1981, 26(6): 861. Miao, Z.H., Meiotic studies on pollen plants of F1, between octoploidTriticum-Agripyron and common wheat.Acta Genetica Sinica (in Chinese),1987, 14(1): 25. Zhang, W.J., Zhang, X.Q., Jing, J.K.et al., The behavior of rye chromosome 6R at meiosis in wheat backgmund,Acta Genetica Sinica (in Chinese). 1998, 25(1): 54. Tan, Y.Z., Hu, H., Snape, J.W., Genetic analysis of M27, a wheat IR/1D substitution line, backcross monosomic analysis,J. Genet. Breed., 1991, 45: 189. Zhang, W.J., Snape, J.W., Tagging resistant to powdery mildew gene on rye chromosome 6R by molecular markers,Chinese Science Bulletin, 1995, 40(24): 2274. Jiang, J.M., Gill, B.S., Sequential chromosome banding andin situ hybridization analysis,Genome., 1993, 36: 792. Zhong, X.B., Fransz, P.F., Wennekes, J.et al., Fluorescencein situ hybridization in pachytene chromosomes and extended DNA fibres in plants,Acta Genetica Sinica (in Chinrse), 1998, 25(2): 142. Zhong, X. B., Jong, J. H., Zabel, P., Preparation of tomato meiotic pachytene and mitotic metaphase chromosomes suitable for fluorescencein situ hybridization (FISH),Chromosome Research, 1996, 4: 24. Song, W. Y., Wang, G.L., Chen, L.L.et al., Receptor kinase-like protein encoded by the rice disease resistance gene, Xa21,Science, 1995, 270: 1804. Tanksley, S.D., Nelson, J.C., Advanced backcmss QTI. analysis: a method for the simultaneous discovery and transfer of valuable QTLs from unadapted germplasm into elite breeding lines.Theor. Appl. Genet., 1996, 92: 191. Tanksley, S.D., McCouch, S.R., Seed hanks and molecular maps: unlocking genetic potential from the wild,Science, 1997, 277: 1063.