对已克隆的系列栽培甘蔗亲本种(近缘种)基因组的特异DNA片段进行测序,根据测序结果设计序列两端成对引物,对这些亲本种的基因组DNA进行PCR扩增和原位PCR定位试验,研究建立快速检测亲本种特异DNA序列的最佳PCR反应体系和染色体原位PCR定位技术体系。用该PCR体系对栽培甘蔗品种的基因组DNA进行PCR检测,揭示亲本种特异DNA序列在杂交后代品种中的分布状况及传递动态。以传递率较高的亲本种特异DNA序列为靶序列,对栽培品种的细胞及染色体进行原位PCR定位分析,揭示在栽培甘蔗染色体组中亲本种特异DNA序列的物理位置。通过比较GeneBank等基因库的信息,分析亲本种特异DNA序列可能的遗传结构与功能。通过本项目研究,建立检测甘蔗基因组特定亲本血缘的新的分子细胞学标记与方法,可为甘蔗遗传分析、种质鉴定和杂交亲本选配提供新的实验依据,并为甘蔗近缘种功能基因的定位、分离、克隆及转化奠定基础。
现代栽培甘蔗是遗传背景很复杂的多倍体,其基因组的主体成分为热带种血缘,同时还导入了1到多种其他近缘种的血缘。本项目从AFLP、RAPD和ISSR分子标记中回收甘蔗亲本种特异DNA片段286条,根据特异DNA片段的测序结果,成功地设计与筛选出亲本种特异PCR引物124对,其中种特异引物28对,甘蔗属特异引物35对,甘蔗属内野生种特异引物11对,多态性物引物50对。通过SSR分子标记获得甘蔗亲本种特异SSR引物30对。已建立起快速检测亲本种特异DNA序列的最佳PCR反应体系和染色体荧光原位PCR定位技术体系。用该PCR体系对96份甘蔗种质的基因组DNA进行了PCR检测,揭示了亲本种不同的特异DNA序列在杂交后代品种中的分布状况及传递动态。用原位PCR技术对一部分特异DNA序列进行了染色体原位PCR定位,这些特异序列主要分布在染色体的端粒上,少数分布在着丝粒区域中,属于重复序列。建立了甘蔗种质的SSR和ISSR指纹图谱。分析了斑茅及其与甘蔗属杂交后代的核型。本研究成果可为甘蔗遗传分析、种质鉴定和杂交亲本选配提供新的实验依据,并为甘蔗等植物特异DNA序列和基因的物理定位提供快速、有效的技术。