甘肃冬小麦品种(系)面筋强度、黄色素含量和PPO活性相关基因的分子检测

为了明确甘肃冬小麦品种(系)中品质相关基因的分布状况,提高品质育种效率,以141份小麦品种(系)为材料,利用高分子量麦谷蛋白亚基1Dx5的特异PCR标记、与黄色素含量相关的八氢番茄红素合酶(phytoene synthase,Psy)基因Psy-A1的标记YP7A及多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)活性基因Ppo-A1的标记PPO18分别进行1 Dx5、Psy-A1和Ppo-A1的基因型检测.结果表明:含1 Dx5基因的材料56份,分布频率为39.7%;Psy-A1位点存在Psy-A1a和Psy-A1b2种等位变异类型,分布频率分别为62.4%和37.6%;Ppo-A1位点存在Ppo-A1a和Ppo-A1b2种等位变异类型,分布频率分别为42.6%和57.4%.1 Dx5、Psy-A1和Ppo-A1的基因类型在不同地区分布频率存在明显差异,1 Dx5和Psy-A1b基因在天水地区频率最高,分别为51.0%和40.8%;Ppo-A1b基因在庆阳地区频率最高,为77.8%,Psy-A1a基因在3地区的分布频率明显高于Psy-A1b基因.参试材料中,聚合1 Dx5、Psy-A1b和Ppo-A1b基因的材料有19份,这些材料可作亲本资源,在小麦品种面筋强度和面粉色泽的改良中加以利用.     

渭北旱塬冬小麦籽粒PPO活性和YP含量基因型的分子检测

籽粒多酚氧化酶(PPO)活性和黄色素(YP)含量是影响小麦面粉白度的2个重要因素。为了解渭北旱塬冬小麦控制PPO活性(Ppo-A1和Ppo-D1)和YP含量(Psy-A1和Psy-B1)基因位点的等位变异组成和分布,本研究利用其功能标记PPO16、PPO18、PPO29、YP7 A、YP7 A-2、YP7 B-1和YP7 B-2,对46份渭北旱塬小麦品种的4个位点等位变异进行检测与分析。结果表明,渭北旱塬小麦品种在控制PPO活性Ppo-A1位点存在2种等位变异,即Ppo-A1 a和Ppo-A1 b,分别占48.3%和54.3%;在Ppo-D1位点也存在2种等位变异,即Ppo-D1 a和Ppo-D1 b,分别占54.3%和48.3%。2个位点存在4种等位变异组合类型,即Ppo-A1b/Ppo-D1 a(最低PPO活性)、Ppo-A1a/Ppo-D1 b(最高PPO活性)、Ppo-A1b/Ppo-D1 b(较低PPO活性)、Ppo-A1a/Ppo-D1 a(较高PPO活性),分别占34.8%、28.2%、17.4%、9.6%。在控制YP含量Psy-A1位点存在2种等位变异,即Psy-A1 a和Psy-A1 b,分别占56.5%和43.5%,没有发现含Psy-A1 c等位变异品种;在Psy-B1位点,存在3种等位变异,其中以Psy-B1 a为主(52.2%),Psy-B1 b次之(41.3%),Psy-B1 c较少(6.5%)。控制YP含量2个主效位点存在6种不同变异组合类型,以Psy-A1 a/Psy-B1 a(较高YP含量)比例最高(39.1%),Psy-A1 b/Psy-B1 b(最低YP含量)(28.3%)次之,其次为Psy-A1 a/Psy-B1 b(中等YP含量)(13%)和Psy-A1 b/Psy-B1 a(较低YP含量)(13%),以Psy-A1 a/Psy-B1 c(最高YP含量)(4.3%)和Psy-A1 b/Psy-B1 c(2.1%)比例最低。总体来看,渭北旱塬地区小麦含低PPO活性的基因等位变异组合所占比例较高,较高YP含量的等位变异组合所占的比例较高。     

小麦黄色素含量与多酚氧化酶活性相关基因的分子标记检测及分布差异

用黄色素含量和多酚氧化酶活性相关分子标记对277份国内小麦(Triticum aestivum L.)品种(系)进行了检测,发现1B/1R易位系出现频率为27.1%,控制低多酚氧化酶(PPO)活性等位基因Ppo-A1b和Ppo-B1a分布频率为53.1%和65.3%,控制低黄色素(YP)含量的等位基因Psy-A1b和Psy-B1b出现频率分别是39.7%和55.6%。后4种基因型在各省份间分布频率差异很大,等位基因Ppo-A1b在河南品种中频率较低,为28.6%;Ppo-D1a基因型在陕西地区最低,为14.3%;Psy-A1b等位基因在河南和山东品种中分布频率很低,仅为15.7%和13.3%;Psy-B1b在江苏和山东地区较低,分别为25.0%和36.7%;四川品种中这4种等位基因出现频率都较高。根据不同地区面粉色泽相关等位基因分布差异,制定适宜育种策略,能更有效地改善该地区小麦新品种的面粉色泽。     

小麦黄色素含量、多酚氧化酶活性和1B/1R异位相关基因的分子标记检测

利用与黄色素含量、多酚氧化酶(PPO)活性和1B/1R异位系性状相关的分子标记对158份小麦(Triticum aestivum L.)材料进行分析,从而了解其色泽品质状况,并为高白度、低PPO活性小麦育种提供优异亲本资源。结果表明,低PPO活性相关等位基因Ppo-A1b和Ppo-D1a的分布频率分别为57.6%和67.7%,低黄色素含量相关等位变异Psy-A1b和Psy-B1b的频率分别为47.5%和60.1%,高黄色素含量相关等位基因Psy-B1c的出现频率为5.1%,1B/1R异位系的分布频率为21.5%。158份材料中同时携带低黄色素含量、低PPO活性等位变异组合,且为非1B/1R异位系的材料有16份,频率为10.1%,可用于高白度面粉小麦品种的选育。     

104份甘肃小麦品种主要品质基因的分子标记检测

高分子量麦谷蛋白亚基、黄色素质量分数和1B/1R易位系均影响小麦的加工品质。为明确相关品质性状基因在104份甘肃育成小麦品种中的分布,并为小麦品质育种提供亲本材料,利用高分子质量谷蛋白亚基Dx5、Bx7、By8、By9和黄色素质量分数基因及1B/1R易位系的特异性标记对104份小麦品种进行检测。结果表明,含基因Dx5、Bx7、By8、By9和1B/1R易位系的品种分别占总品种数的63.46%、76.92%、52.88%、45.19%和45.19%。含有等位基因Psy-A1a和Psy-A1b品种分别占总品种数的60.58%和21.15%,其黄色素质量分数均值差异达到显著水平(P0.05)。总体来看,甘肃育成小麦品种中含适合加工馒头和面粉等传统食品的单个品质优质基因频率较高,而优质基因组合的比例较低,具有黄色素质量分数较高的品种比例高。     

天水106份冬小麦品种（系）Yr18基因和1BL/1RS易位的分子检测

选用与Yr18基因和1BL/1RS易位系紧密连锁的SCAR和STS标记,对天水106份供试冬小麦育成品种(系)Yr18基因、1BL/1RS易位系的分布情况进行分子检测。结果表明,106份材料中,有2份材料检测到Yr18基因,有55份材料检测到1BL/1RS易位系,分别占被检测材料的1.89%、51.89%。对目前流行条锈菌小种有良好抗性且表现慢锈性的Yr18基因在甘肃天水小麦育种中的利用率较低,而1BL/1RS易位系的利用率仍然较高。品系15-16H307和07-144-2-1-1-1同时检测到1BL/1RS易位系和Yr18基因,建议在甘肃天水小麦抗条锈病育种中合理应用。     

1BL/1RS小麦的分子和细胞学鉴定及黏类CMS育性恢复区域分布的分析

【目的】揭示黏类小麦细胞质雄性不育系育性恢复基因的区域分布及恢复材料的1BL/1RS情况,为黏类细胞质雄性不育系优良恢复源筛选提供理论依据,以推动黏类小麦雄性不育"三系"强优势组合的选配能不断得到新的材料保障。【方法】以8个黏类不育系和国内外一批小麦品种(系)为试材,结合分子和细胞学技术,进行1BL/1RS易位系鉴定,并利用中国国内法对其育性恢复程度进行分类。【结果】在参试的256份材料中,初步鉴定约20%的小麦品种(系)属于1BL/1RS易位系;育性表现半不育、高可育和全可育的品种(系)分别有86.15%、91.67%和100%为非1BL/1RS易位系,表现全不育和高不育的品种(系)中均有40%左右属于1BL/1RS易位系;恢复能力在50%以上的品种(系)在中国春麦区、长江中下游冬麦区、西南冬麦区和华南冬麦区的比例依次为60%、65.85%、68.42%和71.43%。【结论】黏类不育系优良恢复源大都为非1BL/1RS易位系,主要集中在中国春麦区和南方冬麦区。     

河南新育小麦品种多酚氧化酶活性基因的检测与分布

为了解多酚氧化酶活性基因在河南新育小麦品种中的分布情况,选用123份河南新育小麦品种为试验材料,利用功能标记PPO18、PPO16和PPO29对供试材料的Ppo-A1和Ppo-D1位点等位基因进行分子检测。结果表明,在Ppo-A1位点上共检测到2种等位基因Ppo-A1a和Ppo-A1b,分布频率分别为63.4%和36.6%,以与高多酚氧化酶活性相关的等位基因Ppo-A1a分布为主;在Ppo-D1位点上共检测到2种等位基因Ppo-D1a和Ppo-D1b,分布频率分别为78.9%和21.1%,以与低多酚氧化酶活性相关的等位基因Ppo-D1a分布为主。在Ppo-A1和Ppo-D1这2个位点上,共检测到4种等位基因组合Ppo-A1a/Ppo-D1a、Ppo-A1a/Ppo-D1b、Ppo-A1b/Ppo-D1a和Ppo-A1b/Ppo-D1b,分布频率分别为52.8%、10.6%、26.0%和10.6%,以与中等多酚氧化酶活性相关的等位基因组合Ppo-A1a/Ppo-D1a分布为主。此外,本研究筛选出的偃高161、商麦188和厚德麦971等32份携带等位基因组合Ppo-A1b/Ppo-D1a(...     

新疆部分春小麦品种(系)相关品质性状基因等位变异的分子检测

[目的]准确、快速鉴定小麦品质基因,为小麦品质改良和分子育种提供亲本材料.[方法]利用高分子量麦谷蛋白亚基Dx5标记、1B·1R易位系特异性SCAR标记、2A和2D染色体的PPO18、PPO16、PPO29标记以及7A染色体上的YP7A相关品质基因的分子标记,对新疆部分春小麦材料进行基因等位变异检测.[结果]在所检测的小麦材料中Dx5、1B·1R易位系、黄色素含量和籽粒多酚氧化酶(PPO)活性基因等位变异存在一定差异.其中,含Dx5材料的分布频率为28.9;,含低黄色素含量Psy-A1b等位变异分布频率为34.0;,同时在2A和2D含低PPO活性的Ppo-A1b和Ppo-D1a等位变异材料只有2份.97份材料中聚合多种优质基因的材料很少.[结论]所用的标记可以准确鉴定其等位基因的变异,并在品质育种中可直接利用进行分子标记辅助选择.     

中国冬小麦品种多酚氧化酶活性基因等位变异检测及其分布规律研究

 【目的】利用分子标记研究中国冬小麦品种PPO基因的等位变异及其与PPO活性的关系,为小麦PPO活性的分子标记辅助选择（MAS）奠定基础。【方法】利用PPO基因的功能标记PPO18、PPO29和PPO16对中国4个麦区的冬小麦品种（系）（试验Ⅰ）和山东省常用亲本（试验Ⅱ）共311份进行2A和2D染色体上PPO等位基因Ppo-A1a、Ppo-A1b、Ppo-D1a和Ppo-D1b的检测。【结果】PPO18在等位基因Ppo-A1a（高PPO）和Ppo-A1b（低PPO）中分别扩增685 bp和876 bp的片段,PPO16和PPO29在Ppo-D1a（低PPO）和Ppo-D1b（高PPO）两个等位基因中分别扩增713 bp和490 bp的片段。311份品种（系）中Ppo-A1a、Ppo-A1b、Ppo-D1a和Ppo-D1b等位基因的频率分别为41.8%、58.2%、59.8%和40.2%,PPO活性在同一基因的两个等位基因间差异均达显著水平（P＜0.05）;两个PPO基因的等位基因组合类型分布频率为：Ppo-A1a/Ppo-D1a（27.3%）、Ppo-A1a/Ppo-D1b（14.5%）、Ppo-A1b/Ppo-D1a（32.5%）和Ppo-A1b/Ppo-D1b（25.7%）,彼此差异均达显著水平（P＜0.05）。各麦区间PPO活性基因分布存在明显差异,Ppo-A1a基因在长江中下游冬麦区和西南冬麦区分布较多,频率分别为60.7%和56.0%;Ppo-A1b基因在北部冬麦区和黄淮冬麦区分布较高,频率分别为65.6%和60.3%;而Ppo-D1a基因在北部冬麦区、黄淮冬麦区、长江中下游冬麦区和西南冬麦区分布明显高于Ppo-D1b基因频率,分别为65.6%、53.6%、75.0%和76.0%。【结论】PPO18、PPO16和PPO29标记的检测方法简单、稳定性好,所检测的等位变异类型能有效反映品种的PPO活性值。中国冬麦区品种低PPO活性基因分布频率相对较多。因此,根据PPO基因类型组配亲本,并利用PPO基因功能标记在育种早代筛选低PPO活性的基因型,可促进面制品色泽的改良。     

优质面条商品小麦澳白麦相关品质基因的分子标记鉴定

【目的】鉴定澳白麦面条相关品质基因构成,为改良中国小麦面条品质提供信息。【方法】利用38个已知面条品质相关基因的功能标记,对从澳白麦群体中分离出的36个穗系的高、低分子量麦谷蛋白亚基（HMW-GS、LMW-GS）、1B/1R易位、Waxy蛋白亚基、多酚氧化酶（PPO）活性、黄色素含量、籽粒硬度和穗发芽（PHS）抗性等相关基因进行鉴定。【结果】共发现13个对面条品质有正向效应的基因,其中非1B/1R易位类型和HMW-GS基因Bx7频率达100%,HMW-GS基因By8、LMW-GS基因Glu-A3b和Glu-B3b分别占供试材料的88.9%、88.9%和83.3%,淀粉品质相关Wx-B1蛋白亚基缺失类型占86.1%,低PPO活性等位基因Ppo-D1a和低黄色素含量等位基因Psy-B1b类型分别占86.1%和80.6%,与软-中等籽粒硬度相关等位基因Pinb-D1a类型占97.2%,抗穗发芽Vp-1Bc型穗系占88.9%。36个穗系共包含12类不同的品质基因型,其中第2类基因型（含HMW-GS基因Bx7和By8、LMW-GS基因Glu-A3b和Glu-B3b、低PPO活性基因Ppo-D1a、低黄色素含量基因Psy-B1b、软-中等籽粒硬度基因Pinb-D1a、抗穗发芽基因Vp-1Bc,不含1B/1R易位,Wx-B1蛋白亚基缺失）频率达63.9%,含正向效应基因最多、负向效应基因最少,是决定澳白麦优良品质的主导基因型。【结论】澳白麦是一个多系混合的商品小麦,优质面条基因较全面且频率高、基因型互补是其面条品质优良的根本原因。利用澳白麦资源进行面条品质育种,其中第2类基因型可作为首选亲本材料。     

部分新疆小麦材料多酚氧化酶活性基因分布规律研究

[目的]了解新疆小麦材料多酚氧化酶(PPO)活性基因的等位变异组成和分布以及与PPO活性的关系,为小麦PPO活性的分子标记辅助选择奠定基础.[方法]利用PPO基因的功能标记PPO18、PPO29和PPO16对445份新疆冬春小麦材料进行2A和2D染色体上PPO等位基因Ppo -A1a、Ppo - A1b、Ppo - D1a和Ppo - D1b的检测,分析不同等位变异与PPO活性的相关性及变化趋势.[结果]PPO18在等位基因Ppo-A1a(高PPO)和Ppo - A1b(低PPO)中的分布频率为73.03;和26.97;,PPO16和PPO29在等位基因Ppo-D1a(低PPO)和Ppo - D1b(高PPO)中的分布频率76.63;和23.37;.Ppo -A1a与Ppo -A1b基因型的PPO活性平均值差异达极显著水平(P＜0.01).而Ppo- D1a与Ppo - D1b两者基因型的平均PPO活性差异不显著(P0.05);两个PPO基因的等位基因组合类型分布频率为:Ppo -A1a/Ppo - D1a(54.38;)、Ppo - A1a/Ppo-D1b( 18.65;)、Ppo -A1b/Ppo - D1a(22.25;)和Ppo -A1b/Ppo -D1b(4.72;);同时冬春小麦材料间PPO活性基因分布存在明显差异,总体来看,新疆小麦材料中高PPO活性的等位变异类型所占比例较高.[结论]PPO18、PPO16和PPO29标记可以作为小麦材料PPO活性鉴定有效工具.可直接利用此标记进行标记辅助选择.     

甘肃小麦种质资源1BL/1RS易位系和HMW-GS分子检测及品质性状分析

小麦1BL/1RS易位系和高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)是影响小麦加工品质的重要因素。为了明确甘肃小麦品种资源中1BL/1RS易位系的分布和HMW-GS组成情况,本研究采用多重PCR体系对552份小麦引进品种、育成品种和高代品系进行分子检测,分析了1BL/1RS和非1BL/1RS易位品种的容重、蛋白质、湿面筋、赖氨酸含量、SDS沉淀值等品质参数。结果表明:供试材料中检出1BL/1RS易位系202份,占总数的36.6%,冬小麦育成品种中易位系的分布频率(51.8%)显著高于引进品种(41.0%)和春小麦(31.1%)。Glu-1位点优质亚基Ax1/Ax2*、Dx5、Bx14和Bx7OE的分布比例依次是66.2%、52.5%、13.5%、1.0%,聚合多个优质亚基基因(位点)的品种频率较低。1BL/1RS易位和非1BL/1RS易位品种的容重和沉淀值参数差异达到显著水平(P0.05)。在遗传背景相似的情况下,Glu-B3位点的正常表达及Dx5优质亚基对1BL/1RS易位导致的品质变差有补偿作用。本研究结果对提高甘肃小麦品质改良效率具有科学指导意义和参考价值。     

扬麦系列品种品质性状相关基因的分子检测

【目的】明确扬麦系列品种品质基因分布,为遗传育种和生产上应用扬麦品种提供参考。【方法】以21份扬麦系列品种的单系纯种为材料。采用SKCS-4100型单粒谷物特性测定仪测定籽粒硬度。采用功能性标记和聚丙烯酰胺凝胶电泳分离技术对硬度、低分子量谷蛋白亚基（LMW-GS）、编码直链淀粉合成关键酶的Wx、多酚氧化酶（PPO）、黄色素含量（PSY）和穗发芽抗性（Vp1）基因进行鉴定,利用SDS-PAGE蛋白质电泳技术对高分子量谷蛋白亚基（HMW-GS）和Wx蛋白亚基进行鉴定分析。【结果】籽粒硬度分析表明21份扬麦系列品种材料中,软麦有16份,频率为76.19%,而硬麦和混合麦仅为19.05%和4.76%。分子检测表明硬麦和混合麦材料中有4份为pinb-D1b硬度基因突变,频率为供试材料的19.05%,其硬度指数均在60左右;16份软麦材料中未发现pinb-D1b硬度基因突变。HMW-GS分布情况为:Glu-A1位点1和Null频率分别为38.10%和61.90%,Glu-B1位点7+8和7+9频率分别为57.14%和42.86%,Glu-D1位点2+12和5+10频率分别为85.71%和14.29%。LMW-GS以“Glu-A3c,Glu-B3g”基因型为主,Glu-A3位点Glu-A3c和Glu-A3d基因型频率分别为90.48%和9.52%,Glu-B3位点Glu-B3g和Glu-B3i基因型频率分别为95.24%和4.76%。Wx分子检测表明仅扬麦13为Wx-B1b突变型;Wx蛋白电泳分析表明仅扬麦13和扬麦5号Wx-B1位点蛋白亚基缺失。2AL位点上高PPO活性基因型Ppo-A1a和低PPO活性基因型Ppo-A1b的频率分别为52.38%和42.86%,2DL位点低PPO活性基因型Ppo-D1频率为90.48%。高和低黄色素含量标记基因Psy-A1a和Psy-A1b,频率分别为19.05%和80.95%。穗发芽抗性基因功能标记Vp1B3扩增出抗穗发芽Vp1Bc和感穗发芽Vp1Ba两种基因型,频率分别为90.48%和9.52%。【结论】扬麦系列品种多数为弱筋小麦,这与其pinb-D1位点为pinb-D1a、Glu-A1和Glu-D1位点多为Null和2+12、Glu-A3多为c有关,可用作弱筋小麦育种的亲本;扬麦158和扬麦16等品种中筋品质优良,可能主要与其pinb-D1位点发生变异有关,在中筋品质改良中应加强pinb-D1位点变异的选择;扬麦1号、扬麦4号、扬麦5号、扬麦9号、扬麦18、扬麦19和扬麦22携有低PPO活性和低黄色素含量基因,可用作改良面粉白度和色泽的亲本;扬麦2号、扬麦4号和扬麦5号Glu-D1位点为“5+10”亚基,扬麦13和扬麦5号Wx-B1蛋白缺失,为扬麦系列品种中少有的优质性状,可用于改良中筋小麦的蛋白质和淀粉品质。     

瑞华麦523PPO活性及1BL/1RS易位相关基因的分子检测

【目的】了解小麦品种瑞华麦523及其亲本郑麦9023和烟1604的PPO和1BL/1RS易位相关基因的遗传信息,旨在提高优质小麦品种选育的效率。【方法】利用小麦PPO活性基因的分子标记PPO18、PP0-B5、PPO16和PPO29及1BL/1RS易位的分子标记H20,检测小麦品种瑞华麦523及其亲本相关基因的等位变异及来源。【结果】小麦品种瑞华麦523在2AL染色体上PPO等位基因为PPO-A1a基因型,与亲本郑麦9023一样,为高活性PPO,不含亲本烟1604的低活性PPO;在2BL染色体上PPO等位基因为A型,与亲本一致,是高活性PPO;在2DL染色体上PPO等位基因为PPO-D1b基因型,与亲本郑麦9023一样,是一个高活性PPO,不含亲本烟1604的低活性PPO;利用分子标记H20检测表明,瑞华麦523和亲本郑麦9023一样,是一个非1BL/1RS易位系。【结论】瑞华麦523是一个具有高活性PPO、非1BL/1RS易位系的小麦品种,其小麦PPO和1BL/1RS易位相关基因主要来自母本郑麦9023,为该品种的推广应用和培育优质小麦新品种提供理论参考。     

黄淮南片麦区区试小麦品种(系)的遗传多样性及Pm21和1BL/1RS分子检测

为了解当前黄淮麦区区试品种(系)的遗传特征,利用分布于小麦基因组的96对SSR标记分析2016年参加黄淮南片麦区品种试验的78个小麦品种(系)的遗传多样性,同时,对Pm21基因和1BL/1RS易位系进行分子检测。结果表明,96对SSR引物中有80对(83.3%)在所有材料表现多态,共检测到307个等位变异,变幅为1~8,平均每个引物扩增3.84个等位变异;位点多态性信息含量(PIC)变幅为0.10~0.83,平均0.62;供试材料的遗传距离变幅为0.14~0.16,平均0.58。78个材料均不含有Pm21基因,69个(88.5%)材料属于1BL/1RS易位系。     

我国春小麦品种籽粒硬度等位变异的STS检测

籽粒硬度是重要的小麦品质性状。采用单籽粒硬度仪(SKCS)和STS标记对春麦区主要推广品种和品系55份进行了籽粒硬度和Puroindoline等位变异类型检测,结果表明,全国春麦品种61.8%为硬质类型,混合和软质品种频率较低,分别为25.5%和12.7%,SKCS硬度指数分布范围为11～84。共检测到6种Puroindoline基因类型,其中Pinb-D1b 分布范围最广,出现在29个品种(系)中;Pina-D1b有2份,Pinb-D1a为7份,Pinb-D1c、Pinb-D1d和Pinb-D1e分别为1、13和3份。Pinb-D1a(野生型)硬度低于突变型,差异达1%显著水平,Pinb-D1b和Pina-D1d无显著性差异。