1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）
着丝粒是真核生物有丝分裂和减数分裂中染色体正确分离和传递所必需的染色体区域。细胞分裂过程中，纺锤丝需要正确牵引着丝粒，才能将染色体拉向细胞两极。着丝粒特异组蛋白cenh3存在于真核生物的功能着丝粒中，在真核生物着丝粒的组装及染色体的正常分离与传递中起着关键的作用（blower et al ,2001; goshima et al ,2003）。着丝粒由dna和蛋白质组成，在真核生物中非常保守，但着丝粒dna序列即使在亲缘关系非常近的物种中，差异也非常大。植物着丝粒dna序列主要由反转录转座子和串联重复序列构成。串联重复序列在姐妹染色单体的聚合和基因组进化方面都起着非常重要的作用，因此对着丝粒序列的研究可以为着丝粒的功能和进化提供理论依据。植物着丝粒序列的保守性较低，据报道，小麦着丝粒包括多种重复序列，其中centromeric retrotransposons of wheats,crws和quinta广泛存在于小麦基因组及其亲缘物种中，与cenh3和着丝粒结合有关，从而调节微管蛋白与着丝粒的互作（liu et al.,2008; li et al., 2013）。陆坤等.（2009）根据野生一粒小麦（triticumboeoticum）着丝粒功能性反转录转座子crw2-bac5的序列信息设计特异引物，以二倍体拟鹅观草（pseudoegneria spicata，á lve）基因组dna为模板进行pcr，经测序和比对分析，筛选到一条长度为1.755kb的序列pstc1，其中有800bp与小麦着丝粒重复序列crw的ltr区高度同源。荧光原位杂交（fish）和基因组原位杂交（gish）显示，在十倍体长穗偃麦草（thinopyrum ponticum，liu wang）有丝分裂中期及间期细胞核中，pstc1在28条染色体（两个st基因组）近着丝粒区产生明显的荧光杂交信号，其他42条染色体（3个e基因组）只有少数几条有较弱的信号。在野生二粒小麦和中国春小麦细胞中，pstc1在所有染色体着丝粒和近着丝粒区都产生极强的杂交信号，可能是与pstc1与小麦着丝粒重复序列较高的同源性有关。zhao et al.（2019）使用crw和quinta作为探针，经southern杂交显示，它们的同源序列广泛存在于十倍体长穗偃麦草及亲缘物种中，在不同物种中信号强度不同。构建st基因组的bac文库，根据crw和quinta的保守序列设计寡核苷酸引物，通过pcr筛选，分离阳性克隆，经酶解选出6个条带不同的克隆（e5，d8，n14，k7，e1和e10），作为探针与长穗偃麦草体细胞进行杂交，其中e5和d8在着丝粒区域显示强烈信号。基因组原位杂交和荧光原位杂交结果显示，crw和quinta信号集中分布在e基因组染色体着丝粒上。
与着丝粒dna相反，着丝粒蛋白在物种间相对比较保守。根据它们在细胞周期中与着丝粒的关系，可将着丝粒蛋白分为两种，即只在有丝分裂过程中短暂出现的兼性蛋白和在整个细胞周期都存在的基本蛋白。着丝粒特异组蛋白h3（centromere-specific histone h3，cenh3）是较早被发现的一种基本蛋白，存在于真核生物的功能着丝粒中，在真核生物着丝粒的组装及染色体的正常分离与传递中起着关键的作用（blower et al ,2001; goshimaet al ,2003）。研究发现，着丝粒区域的组蛋白h3与其它区域的h3存在差异，具体表现在在活性着丝粒中，cenh3取代了核小体组蛋白八聚体中的组蛋白h3，形成含cenh3的核小体。h3在进化上很保守，但cenh3则是快速进化的，这种差异可归因于组蛋白h3必须与整个基因组的dna相互作用,而cenh3则只需与快速进化的着丝粒卫星dna相互作用。
小麦是异源六倍体，为转移和利用蕴藏在小麦亲缘物种中的有益基因，各国科学家通过远缘杂交和染色体工程的方法，获得了一系列双二倍体和异染色体系(friebe et al., 1996; bomminenijauhar,1997; sepsi et al.,2008)。迄今为止，小麦已成功与黑麦（secale cereale）、簇毛麦（haynaldia villosa）、偃麦草（elytrigiarepens）、大赖草[leymus racemosus(lam.)tzvel.]、冰草（wheatgrass）等多种亲缘物种成功杂交，获得了一系列异染色体系并用于小麦育种，其中易位染色体t1rs.1bl、t6as.6al已在世界各地小麦品种广泛存在。然而，由于遗传不平衡，很多异染色体系在减数分裂过程中发生联会紊乱现象的分裂异常，导致结实率较低。研究发现，小麦着丝粒特异组蛋白cenh3调节微管蛋白与着丝粒的互作，决定外源染色体是否能保留在杂交后代的基因组中（lermontova et al.,2011; sanei et al., 2011;ishii et al., 2016）。
2. 研究的基本内容和问题
研究目标
对crw和quinta序列进行克隆，经测序验证后标记探针，结合寡核苷酸fish揭示其在小麦染色体中的分布特点。
3. 研究的方法与方案
实验方法与手段
（1）小麦着丝粒的克隆和序列分析
crw和quinta序列引物的合成参照zhao et al.(2019)。使用2对引物对小麦基因组dna进行扩增，获得目标片段后，用琼脂糖电泳、切胶回收和t/a克隆方法获得重组质粒，并进行菌落pcr验证和测序，使用生物信息学工具对克隆序列进行分析。
4. 研究创新点
利用小麦着丝粒重复序列对小麦染色体进行分析，了解其在不同染色体组中的分布。
5. 研究计划与进展
2019年7月—10月
合成引物对crw和quinta序列进行扩增，克隆和测序，使用生物信息学工具对序列进行比对分析。
2019年10月—2020年2月
