着丝粒是真核生物染色体上的一个特殊结构,其功能在不同真核生物中是保守的,但结构却千差万别。着丝粒在整个细胞周期中一直处于凝聚状态,使该区重组交换率低于其它染色体区域,DNA序列在进化上保存的较为完整。着丝粒是多倍体进化中不同基因组协调统一的重要区域之一,对其进行研究不仅有助于对多倍体的形成和进化有更进一步的认识,且对远缘杂交过程中新种质的形成机理有更深入的了解。鹅观草属植物已在远缘杂交育种中获得了较大成果,其中,偏穗鹅观草经鉴定对条锈病免疫,可对小麦进行遗传改良,对其着丝粒构成和与普通小麦间的亲缘关系进行研究可为小麦族物种在小麦遗传改良上的利用提供理论依据。本课题组前期研究表明,反转录转座子Fatima元件与Wegl元件在小麦着丝粒或近着丝粒区存在,且在小麦ABD基因组进化中存在差异。本研究对偏穗鹅观草中的上述元件进行研究,并以普通小麦及其它小麦族物种为材料,探讨这两个元件在小麦族物种上的分布规律及偏穗鹅观草St、Y基因组与小麦A、B、D基因组间的亲缘关系;同时对偏穗鹅观草进行ChIP-seq分析,以期找到偏穗鹅观草着丝粒功能序列,为研究多倍体的形成和进化提供依据。本研究主要获得如下结果:1.在偏穗鹅观草中同源克隆Fatima元件,并与小麦中的Fatima元件进行序列比对,显示两者序列相似性在80%左右。FISH分析结果显示,Fatima元件在小麦A、B基因组着丝粒及染色体臂上呈弥散分布,B基因组含量大于A基因组;在偏穗鹅观草中,Fatima元件在Y基因组和St基因组着丝粒区与染色体臂上均有分布,该元件在Y基因组中的丰度高于St基因组;此外,在禾本科东方小麦、栽培一粒小麦、乌拉尔图小麦和簇毛麦中均有Fatima元件存在,我们推测Fatima在禾本科中为古老的CR元件,进化中不同基因组出现丰度变异。2.从偏穗鹅观草中克隆的Wegl元件与普通小麦相似性极低,在偏穗鹅观草与小麦族植物的着丝粒区富集,前期在六倍体小麦中发现Wegl元件可能并未参与功能着丝粒的形成,下一步我们将通过ChIP验证Wegl是否为着丝粒功能元件。3.对偏穗鹅观草进行ChIP分析表明小麦着丝粒功能序列CRW在偏穗鹅草着丝粒中仍然发挥着着丝粒功能序列的作用。4.偏穗鹅观草与小麦CENH3具有良好的结合能力,这可为偏穗鹅观草染色体和小麦染色体之间发生重组创造机会。