谷子RFLP连锁图谱的构建及应用  

1、成果名称：谷子RFLP连锁图谱的构建及应用

2、主要完成单位：河北省农林科学院谷子研究所

3、主要完成人：王志民、王润奇、王书香、相金英、张世遵、高俊华、王志兴、刘春吉、王明理

4、获奖年份、奖种及等级：1999年农业部科学技术进步奖二等奖

主要内容简介：技术关键和创新点：

1). 技术关键：

A. 筛选到了多态性程度较高的构图双亲，提高了图谱在基因标记和标记辅助育种中的实用价值；采用了谷子近缘野生种青狗尾草的抗茄科宁突变系作为种间杂交亲本。

B. 用RFLP技术，首次发现自花授粉作物品种间也具有较高的多态性，提供了其多态性水平较高的第一个例子。

C. 利用谷子初级三体，实现了谷子RFLP分子图谱在传统的细胞学图谱上的成功定位。

D. 通过谷子与青狗尾草基因组的比较，在分子水平上证明了二者基因组结构的相似性，以及在谷子远缘杂交中利用青狗尾草有益基因的遗传易操作性。

E. 采用在水稻中位点已知的cDNA和基因组DNA克隆构建了谷子-水稻比较遗传学图谱，不仅揭示了两个物种间的保守性关系，还分析了二者间基因区和非基因区保守性程度。

F. 通过对6个禾谷类物种的比较遗传学研究，成功地环化出禾本科基因组的祖先“染色体，”从而获得了禾谷类物种的统一图谱。

G. 分析证明，基因和基因顺序的保守性与6个物种的“单倍体”染色体数无关，与单倍体DNA含量也无关。

H. 证明了玉米完全是一个四倍体物种。

2). 创新点：

A. 在国际上率先构建了较为完整的谷子RFLP连锁图，发现谷子具有较高的DNA多态性，并利用初级三体将RFLP位点定位到谷子的9条染色体上。

B. 通过谷子与青狗尾草RFLP比较遗传学图谱研究，发现谷子的栽培种与野生种的遗传图谱十分相似。这一研究为利用青狗尾草进行谷子品种改良提供了依据。

C. 构建了谷子与水稻的比较遗传学图谱，探明了谷子与水稻基因组之间的保守性关系，并把谷子遗传图整合到6个禾本科作物的比较遗传图中，成为其中的重要组成部分，这对于指导禾谷类作物遗传育种具有重要的理论意义及应用价值。

D. 利用谷子RFLP连锁图，精确地定位和标记了谷子的第一个重要农艺性状基因－抗茄科宁基因。

在学术或生产实践中的作用:

谷子RFLP连锁图的构建，将为该作物的遗传育种研究提供新的诊断工具，为谷子育种者提供了DNA分子标记。

禾谷类统一图谱的构建，产生了极其深远的影响，其理论和应用价值得到了广泛的证明，其模式已扩展到十字花科、豆科、茄科、锦葵科等多科物种，已成为分子生物学研究的热点之一。

根据统一图谱，在了解了一个禾谷类物种的基因位点和作用方式后，可对禾谷类其它种的同源基因进行预测。统一图谱已指导世界领先的实验室在基因组较大的禾谷类发现基因后，而从基因组较小的水稻中克隆这些基因，小麦半矮秆基因（彭金荣等，1999）的克隆，是利用统一图谱理论进行基因克隆的很好例子。

该项工作另一重要的影响是改变了科学家的想法，使我们的知识产生了一次巨大的飞跃。这种全新的思维，是比较遗传学发展史上的一个里程碑。

利用RFLP技术构建的谷子连锁图，使该作物研究落后的局面得到彻底的改观。因此，谷子RFLP图谱的建立推动了谷子育种应用基础研究，对于发展谷子生产具有巨大的潜在的经济效益。