陕西小麦 Glu A3和 Glu B3位点等位变异的检测和分析

低分子量谷蛋白亚基（LMWGS）与小麦品质密切相关。为了给陕西小麦的品质改良提供参考依据,采用STS分子标记,检测了175份陕西小麦品种（系） GluA3和 GluB3位点的等位变异组成。结果表明,陕西小麦 GluA3位点存在4种等位变异,即 GluA3a、 GluA3b、 GluA3c和 GluA3d,分别占12.6%、1.7%、58.3%和27.4%; GluB3位点存在8种等位变异,即 GluB3a、 GluB3b、 GluB3d、 GluB3e、 GluB3f、 GluB3g、 GluB3i和 GluB3j,分别占4.6%、2.9%、45.7%、0.6%、2.9%、8.5%、4.0%和30.8%。在陕西不同地区小麦之间,两个位点等位变异的种类、组合及其分布比例存在差异,这可能与地区间不同的自然地理环境、饮食习惯、育种目标及亲本选择有关。     

Glu A1和 Glu D1位点高分子量谷蛋白亚基共同缺失对弱筋小麦品质的影响

为了研究高分子量谷蛋白亚基(HMWGS)缺失对小麦品质的影响,以 GluA1和 GluD1位点HMWGS共同缺失材料2GS041410作供体亲本,以弱筋小麦品种扬麦13和扬麦18作轮回亲本进行回交,构建不同遗传背景的BC¹F³和BC²F³群体,测定受体、供体亲本的品质,以及回交群体BC¹F³和BC²F³中 GluA1和 GluD1位点HMWGS共同缺失纯合单株及两位点均正常表达纯合单株的品质。结果表明,供体2GS041410具有较低的SDS沉降值、较短的面团形成时间和稳定时间;在BC¹F³和BC²F³中, GluA1和 GluD1位点HMWGS共同缺失对蛋白含量影响不显著,但可显著或极显著降低SDS沉降值和水溶剂保持力(SRC)。 GluA1和 GluD1位点HMWGS双缺失在弱筋小麦品质育种中具有一定的应用价值。     

新疆小麦品种Glu-A3和Glu-B3位点等位变异的分布

为给新疆小麦品质育种提供理论依据,利用Glu-A3、Glu-B3位点上的17个STS标记检测了185份新疆冬、春小麦品种Glu-A3和Glu-B3位点的等位变异。结果表明,新疆小麦品种以Glu-A3c、Glu-B3a和Glu-B3j亚基为主,其分布频率分别为64.86%、22.70%和17.84%。新疆冬、春小麦品种在Glu-A3位点上均以Glu-A3c亚基为主,分布频率分别为63.30%和67.11%;在Glu-B3位点上,新疆冬、春小麦品种分别以Glu-B3j和Glu-B3a为主,分布频率分别为22.02%和26.32%。新疆冬、春小麦农家品种亚基类型较少,冬小麦农家品种仅有5种类型（以Glu-A3c和Glu-B3i为主）,春小麦农家品种有10种类型（以Glu-A3c和Glu-B3d为主）。引进品种和自育品种亚基类型丰富,冬小麦引进品种以Glu-A3c和Glu-B3i为主,分布频率为12.84%和6.42%;春小麦引进品种以Glu-A3c和Glu-B3j为主,分布频率为17.11%和6.58%。冬小麦自育品种以Glu-A3c和Glu-B3j亚基类型为主,分布频率为45.87%和18.35%;春小麦自育品种以Glu-A3c和Glu-B3a亚基类型为主,分布频率为36.84%和18.42%。     

新疆小麦品种Wx基因组成及其淀粉糊化特性研究

为了给新疆小麦淀粉品质改良和优质面条小麦新品种选育提供理论依据,利用WxA1、WxB1和WxD1位点的3个STS标记（MAG264、BDFLBRD和MAG269）对250份新疆小麦品种（包括157份冬小麦品种和93份春小麦品种）Wx基因的组成进行了鉴定,同时测试了185份冬、春小麦品种的淀粉糊化特性。结果表明,新疆小麦品种（系）Wx基因组成比较单一,以野生型（WxA1a/WxB1a/WxD1a）为主,占参试品种总数的84.0%,除了在WxB1位点发现亚基缺失的品种（缺失比例为13.6%）外,没有发现其他亚基缺失类型。WxB1蛋白亚基缺失比例在冬、春小麦间差异较大,春小麦品种WxB1亚基缺失比例（21.5%）要高于冬小麦品种（8.9%）;农家品种、引进品种和育成品种中WxB1亚基缺失比例也各不相同,依次为0%、5.6%和22.6%。分析表明,新疆小麦品种淀粉糊化特性变异范围相当广泛,冬、春小麦品种在峰值黏度、稀澥值和反弹值等主要淀粉指标上均达到极显著差异,春小麦品种的淀粉特性优于冬小麦品种,并且WxB1亚基缺失体淀粉糊化特性的平均表现总体优于非缺失体。本研究所用3个分子标记对小麦基因组DNA扩增的稳定性、重复性较好,检测结果准确、可靠,可以用于小麦品种Wx基因组成的鉴定和糯质专用小麦的分子标记辅助选育。     

新疆小麦1BL/1RS易位和 Dx5基因的多重PCR检测及其面筋品质分析

为了给新疆小麦面筋品质改良提供参考依据,利用多重PCR体系对267份新疆冬、春小麦品种中1BL/1RS易位和 Dx5基因的分布进行了检测,并测定了其中181份小麦品种的面粉蛋白质含量、湿面筋含量、Zeleny沉淀值以及面团特性等品质性状。结果表明,新疆小麦品种中,1BL/1RS易位品种有55份,占20.6%,含有 Dx5基因的品种有76份,占28.5%。冬小麦品种中1BL/1RS易位系分布频率（26.6%）显著高于春小麦（9.6%）,而春小麦品种中 Dx5基因的分布频率（31.9%）高于冬小麦（26.6%）。在新疆小麦农家品种、引进品种和自育成品种中,1BL/1RS易位和 Dx5基因的分布频率也存在明显差异。分析表明,1BL/1RS和非1BL/1RS小麦品种的主要面筋品质性状（如Zeleny沉淀值、峰值高度、8 min宽度等）达到显著性差异（P＜0.05）,1BL/1RS小麦中含 Dx5和不含 Dx5基因品种的面筋指数、Zeleny沉淀值、峰值时间和8 min面积等5个参数差异达到显著水平（P＜0.05）。多重PCR体系检测结果可靠稳定,节省实验经费和时间,提高了效率,可用于小麦分子辅助育种。     

转基因小麦1Dx5基因沉默的遗传表达和品质效应分析

为了明确通过RNA干扰技术（RNAi）获得的转基因小麦品系“Glu1Dx5RNAi”中1Dx5基因的遗传规律,以“Glu1Dx5RNAi”为供体亲本,以弱筋品种扬麦18和扬麦13为轮回亲本进行回交, 采用半籽粒SDSPAGE法检测亲本、F₁、F₂和BC₁F₁籽粒的高分子量谷蛋白亚基（HMWGS）组成。结果表明,1Dx5基因的沉默效应在杂交后代中表现为显性遗传,在F₂和BC₁F₁世代1Dx5亚基不表达的种子数与1Dx5亚基表达的种子数的比例分别符合13∶3和3∶1的分离比例,说明转小RNA基因导致1Dx5基因沉默是单基因显性遗传。对转基因小麦“Glu1Dx5RNAi”及其受体品种Bobwhite进行品质测试表明,Glu1Dx5RNAi蛋白质含量（13.28%）比转化受体Bobwhite（12.83%）高0.45个百分点,硬度指数、微量SDS沉降值比受体品种分别降低3.13和3.7 mL。1Dx5基因沉默对弱筋小麦育种可能会有一定的利用价值。     

利用多重PCR技术鉴定小麦背景中的1BL·1RS易位和Glu D1d基因

高分子量谷蛋白亚基（HMWGS）对小麦面粉加工品质有促进作用,尤其是GluD1d 基因编码的1Dx5+1Dy10亚基能增加面团的筋度和弹性。小麦背景中的1BL·1RS易位对小麦面粉加工品质有显著的负面影响。因此,在小麦品质育种中如何判定小麦背景中是否含有1BL·1RS易位和HMWGS的GluD1d基因具有重要意义。本研究利用3对分别检测1BL·1RS易位、GluB3和GluD1位点的共显性特异标记,结合SDSPAGE鉴定,对16份已知遗传背景和GluD1x等位基因材料及38株（周麦18×烟农19）F₂群体进行了分析,探索出适合同时鉴定小麦背景中1BL·1RS易位和GluD1d基因的多重PCR技术实验体系,并采用该体系对国内外352份小麦品种（系）进行了鉴定。结果表明,该体系是同时鉴定小麦背景中1BL·1RS易位和GluD1d基因的一种非常有效、简便可行的实验方法,可在标记辅助选择（MAS）育种中应用。     

甘肃省冬小麦农家品种与改良品种的HMW GS变异及品质效应比较

为了解甘肃冬小麦农家品种和改良品种HMWGS变异及品质效应,为小麦品质改良和亲本选用提供依据,采用SDSPAGE法和近红外反射光谱法检测340份品种的HMWGS和其中252份的沉淀值、蛋白质和湿面筋含量。结果表明,340份品种在Glu1位点共有14种亚基变异,34种亚基组合形式。GluA1位点共有3种变异,亚基缺失（null)的频率最高,1和2^*亚基出现的频率改良品种（36.9%）比农家品种（12.0%）高;GluB1位点共有7种变异,7+8亚基出现的频率最高,改良品种比农家品种降低36.1个百分点;GluD1位点有4种亚基变异,2+12亚基出现频率最高,改良品种比农家品种降低11个百分点,5+10亚基的频率改良品种较农家品种提高17.6个百分点。含5+12亚基的农家品种及含14+15亚基的改良品种综合品质较优。从供试改良品种中筛选出在2个以上基因位点具有优质亚基的品种46个,其中10个品种在3个位点上都具有优质亚基。     

新疆小麦阿拉伯木聚糖阿魏酸酰基转移酶基因TaBahd-A1等位变异检测及其分布规律

阿魏酰阿拉伯木聚糖（feruloyl arabinoxylan，FAX）含量是影响小麦加工品质的重要因素，揭示其相关基因在小麦中的遗传变异规律，可为小麦分子育种提供一定参考。本研究利用阿拉伯木聚糖阿魏酸酰基转移酶 TaBahd-A1基因位点的3对功能标记AFTA2、AFTB2和AFTC8，对124份新疆小麦品种（系）进行 TaBahd-A1等位变异检测，并分析等位变异分布规律。结果表明，携带与低FAX含量相关的 TaBahd-A1b等位变异材料占比（57.2%）最大，其次是与高FAX含量相关的 TaBahd-A1c等位变异（29.1%），与高FAX含量相关的 TaBahd-A1a等位变异占比（13.7%）最小；其中，98份新疆冬小麦品种（系）中，携带 TaBahd-A1a和 TaBahd-A1c基因型的材料共占比38.7%，携带 TaBahd-A1b基因型的材料占比61.3%；26份新疆春小麦材料中，携带 TaBahd-A1a和 TaBahd-A1c基因型的材料共占比57.6%，携带 TaBahd-A1b基因型的材料占比38.4%。在不同类型冬小麦品种（系）中，与高FAX含量相关的等位变异类型 TaBahd-A1a和 TaBahd-A1c的分布频率表现为引进品种（系）＞地方品种>自育品种（系）；与低FAX含量相关的等位变异类型 TaBahd-A1b的分布频率表现为自育品种（系）＞地方品种＞引进品种（系）。     

转小麦 TaPDI-A、 TaTRXh-A和 TaPP2Ac-D基因拟南芥植株的主要抗旱性研究

核氧还蛋白（nucleoredoxin,NRX）可通过还原目标蛋白的二硫键来调控其生物活性,在植物的生长发育和抗逆境胁迫中发挥着重要作用。蛋白质二硫键异构酶（protein disulfide isomerase,PDI）、h型硫氧还蛋白（h-type thioredoxin,TRXh）和蛋白磷酸酶2A催化亚基（protein phosphatase 2A catalytic subunit,PP2Ac）是小麦核氧还蛋白TaNRX1的互作蛋白。为了明确TaNRX1互作蛋白的抗旱性功能,本研究在拟南芥中过表达了小麦 TaPDI-A、 TaTRXh-A和 TaPP2Ac-D基因,对野生型和转基因拟南芥的表型和抗旱相关生理指标进行了鉴定。结果表明,干旱胁迫处理后,转 TaPDI-A、 TaTRXh-A和 TaPP2Ac-D基因拟南芥的根长、存活率、脯氨酸含量均大于野生型,离体叶片失水率、丙二醛（MAD）含量均小于野生型。二氨基联苯胺（diaminobenzidine,DAB）对H₂O₂组织定位染色结果表明,干旱胁迫处理后,转 TaPDI-A、 TaTRXh-A和 TaPP2Ac-D基因拟南芥的H₂O₂含量均低于野生型。上述结果说明,TaNRX1的互作蛋白基因 TaPDI-A、 TaTRXh-A和 TaPP2Ac-D增强了拟南芥对于干旱胁迫的抵抗能力。本研究可为小麦抗旱育种提供候选基因和理论基础。     

新疆冬小麦谷蛋白亚基组成及其与新疆拉面加工品质的关系

为给新疆冬小麦品质育种提供参考依据,选取109份新疆冬小麦品种(系),研究了其麦谷蛋白亚基组成及其与新疆拉面加工品质的关系.结果表明,新疆冬小麦品种(系)麦谷蛋白亚基以N、7+8、2+12、Glu-A3c、Glu-B3a和Glu-B3j为主,在其各自位点的分布频率分别为40.37％、51.38％、54.13％、63.30％、20.18％和22.02％.籽粒蛋白质平均含量和湿面筋平均含量分别为15.38％和33.18％,变异系数较小,分别为6.70％和6.33％;沉淀值和8min宽度变异系数较大,分别为22.85％和61.27％.就单个亚基对新疆拉面加工品质的贡献而言,Glu-A1位点,l＞2*＞N;Glu-B1位点,7+8＞6+8＞7+9;Glu-D1位点,5+10＞2+12;Glu-B3位点,Glu-B3g＞ Glu-B3a＞Glu-B3i＞Glu-B3d＞ Glu-B3j;合有1、7+8、5+10和Glu-A3c亚基的品种(系)在拉面评价中具有较高得分.在新疆拉面专用品种选育时,应避免亲本含有N、6+8和Glu-B3j等亚基的使用.     

新疆小麦品种春化和光周期主要基因的组成分析

为了明确新疆冬春麦区小麦春化和光周期基因的分布特点,利用STS标记对185份品种(系)的重要春化基因Vrn-A1、Vrn-B1、Vrn-D1、Vrn-B3和光周期基因Ppd-D1位点的等位变异组成进行了检测和分析。结果表明,在新疆小麦品种中,春化和光周期基因位点显性等位变异分布频率不同。含有春化显性等位变异Vrn-A1的品种47个,占供试品种(系)的25.4%;Vrn-B1为43个,占23.3%;Vrn-D1为38个,占20.5%;Vrn-B3位点不存在显性等位变异。春化显性等位变异Vrn-A1、Vrn-B1和Vrn-D1在冬、春性小麦内的分布比例也不同。在春性小麦品种(系)中,显性等位变异Vrn-A1出现的频率较高(55.3%);其次为Vrn-B1,占50.6%;Vrn-D1占44.7%。在冬性小麦中,仅有显性等位变异Vrn-B1出现,占2.0%。在光周期基因Ppd-D1位点,80.0%的品种(系)携带光不敏感显性等位变异Ppd-D1a;其中在春性和冬性小麦品种(系)中,Ppd-D1a出现的频率分别为83.5%和77.0%。新疆小麦品种(系)中,存在11种春化和光周期基因显性等位变异组合。     

新疆小麦品种资源脂肪氧化酶活性基因TaLox B1的分布特征研究

面粉颜色作为评价小麦品质的重要指标,对面制品的表观色泽有重要影响.小麦脂肪氧化酶(LOX)活性对面粉白度影响较大.本研究以195份新疆小麦品种(系)为供试材料,利用LOX16和LOX18功能标记检测脂肪氧化酶活性基因TaLox-B1的等位变异,以期深入了解新疆小麦品种资源TaLox-B1基因的分布特征.结果表明,在47份(24.10％)材料中扩增出489 bp目标片段,在148份(75.90％)材料中扩增出791bp目标片段;新疆冬小麦品种(系)LOX高活性TaLox-B1a基因的分布频率(36.36％)远远高于春小麦(8.24％).其中110份新疆冬小麦品种(系)中,地方品种TaLox-B1a基因的分布频率为0(0/7);引进品种(系)为33.33％(10/30);自育品种(系)为41.10％(30/73).85份新疆春小麦品种(系)中,地方品种TaLox-B1a基因的分布频率为4.55％(1/22);引进品种(系)为0(0/23);自育品种(系)为15.00％(6/40).研究发现,新疆早期育成的小麦品种受地方品种和引进品种的影响较大,LOX低活性TaLox-B1b基因比例较高;近期育成的小麦品种受育成品种的影响较大,LOX高活性TaLox-B1a基因比例较高.     

四川小麦品种高、低分子量麦谷蛋白基因和1B/1R易位的分子标记鉴定

为给四川小麦品质育种提供参考信息,利用7个HMW-GS、17个LMW-GS和1个1B/1R易位的特异分子标记,对105份2000年后育成的四川小麦品种进行上述基因检测。结果表明:(1)针对HMWGS,在Glu-A1位点,含Ax2*的品种有2份,频率为1.9%;在Glu-B1位点,含Bx7、Bx20、Bx17、By8和By9的品种分别有73、26、4、45和30份,频率分别为69.5%、24.8%、3.8%、42.9%和28.6%,未检测到含Bx7OE的品种;在Glu-D1位点,含Dx5的品种有65份,频率为61.9%。(2)针对LMW-GS,在Glu-A3位点,含Glu-A3a、Glu-A3b、Glu-A3c、Glu-A3d和Glu-A3f的品种分别有2、2、63、29和9份,频率分别为1.9%、1.9%、60.0%、27.6%和8.6%,未检测到含Glu-A3e和Glu-A3g的品种;在Glu-B3位点,含Glu-B3b、Glu-B3d、Glu-B3f、GluB3g和Glu-B3i的品种分别有18、10、1、75和1份,频率分别为17.1%、9.5%、1.0%、71.4%和1.0%,未检测到含Glu-B3a、Glu-B3c、Glu-B3e和Glu-B3h的品种。(3)含1B/1R易位的品种有36份,频率为34.3%。(4)组合6种和5种以上优质基因的品种分别有2份(频率为3.8%)和15份(频率为14.3%)。可利用这些品种作为亲本,在四川小麦品质育种中逐步导入优质基因Ax2*、Bx7、By8、Dx5、Glu-A3d、Glu-B3d、Glu-A3b和Glu-B3b,并淘汰1B/1R易位,优化四川小麦面筋优质基因组成。     

小麦矮秆基因 Rht-B1b和 Rht-D1b的检测及其验证

为研究矮秆基因 Rht-B1b、 Rht-D1b在小麦品种中的分布及其对株高的影响,以3个小麦群体（中国冬麦区白粒小麦品种、中国小麦历史品种、春小麦育种材料）共321份小麦品种为材料,检测矮秆基因 Rht-B1b和 Rht-D1b的分布频率,并分析比较它们对春小麦育种材料株高的影响。结果表明,在检测的321份材料中,共有193份材料含有 Rht-B1b矮秆基因,分布频率为60.1%,其中,中国冬麦区白粒小麦品种、中国小麦历史品种、春小麦育种材料中含有 Rht-B1b矮秆基因的材料分别有29、77和87份,分布频率分别为 34.5%、72.6%和66.4%;共有135份材料含有 Rht-D1b矮秆基因,分布频率为42.1%,其中,中国冬麦区白粒小麦品种、中国小麦历史品种、春小麦育种材料中含有 Rht-D1b 矮秆基因的材料分别有41、21和73份,分布频率分别为48.8%、19.8%和55.7%;共有78份材料同时含有 Rht-B1b和 Rht-D1b矮秆基因,分布频率为 24.3%,其中,中国冬麦区白粒小麦品种、中国小麦历史品种、春小麦育种材料中同时含有 Rht-B1b和 Rht-D1b矮秆基因的材料分别有15、17和46份,分布频率分别为17.6%、15.9%和35.1%。对已被鉴定株高表型的91份春小麦育种材料进一步分析发现,同时携带 Rht-B1b和 Rht-D1b矮秆基因的材料株高较低。     

冬小麦品种高低分子量麦谷蛋白亚基的分子标记检测

为了通过育种手段尽快改良小麦加工品质,利用Dx5、By8、By9、By16、Glu-A3、Glu-B3和1B.1R的特异性分子标记对221份中国冬小麦品种（系）进行HMW-GS、LMW-GS基因的等位变异及1B.1R易位系检测,结果表明：（1）在所检测的小麦品种（系）中,含Dx5、By8、By9的材料依次为58、79、119份,频率依次为26.2%、35.7%、53.8%;未检测到含By16的材料。（2）在所检测的小麦品种（系）中,Glu-A3位点上,含Glu-A3a、Glu-A3b、Glu-A3c、Glu-A3d的材料依次为30、1、111、79份,频率依次为13.6%、0.5%、50.2%、35.7%;未检测到携带Glu-A3e、Glu-A3f、Glu-A3g的材料;Glu-B3位点上,含Glu-B3d、Glu-B3g、Glu-B3f、Glu-B3h的材料较多,依次为64、47、18、11份,频率依次为29.0%、21.3%、8.1%、5.0%,含Glu-B3a、Glu-B3b、Glu-B3c、Glu-B3i的材料很少,依次为1、3、2、4份,频率依次为0.5%、1.4%、0.9%、1.8%;含1B.1R易位系的材料（即Glu-B3j类型）71份,频率为32.1%;未检测到含Glu-B3e的材料。（3）在所检测的小麦品种（系）中含最优亚基组合By8、Dx5、GluA3d、GluB3d的材料只有2份,频率为0.9%,说明聚合多个优良基因的小麦品质改良工作急需加强。     

新疆小麦籽粒SOD活性及TaSOD-A1位点等位变异的分布

为了解新疆小麦品种(系)籽粒超氧化物歧化酶(SOD)的活性及TaSOD-A1位点等位变异的分布,用两个功能标记SODA1和SODA11对117份新疆小麦品种(系)的 TaSOD-A1位点(基因ID为TraesCS5A01G290800)进行等位变异检测,并结合SOD活性检测结果,分析 TaSOD-A1位点不同等位变异与SOD活性的相关性。结果表明,含有 TaSOD-A1a等位变异材料的籽粒SOD活性显著高于含有 TaSOD-A1b等位变异材料的籽粒,二者占比分别为50.4%和49.6%;新疆冬小麦品种(系)中, TaSOD-A1a等位变异的分布频率高低依次为引进品种(系)>自育品种(系)>地方品种;新疆春小麦品种(系)中,只有3份材料含有 TaSOD-A1a等位变异,早期品种(系)中未发现含有 TaSOD-A1a等位变异的材料。新疆冬小麦品种(系)的籽粒SOD活性平均值显著高于新疆春小麦品种(系),且新疆冬小麦引进品种(系)中含有 TaSOD-A1a等位变异材料的籽粒SOD活性平均值也显著高于含有 TaSOD-A1b等位变异材料的籽粒SOD活性。