陕西省地方小麦品种多酚氧化酶基因等位变异检测及分布

小麦籽粒中多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)基因活性与面条等面制品颜色褐变密切相关,降低籽粒PPO活性是小麦品质改良的重要目标.利用PPO基因的功能标记PPO18和PPO29,对115份陕西省地方冬小麦品种(系)进行2A和2D染色体上PPO等位基因印Ppo-A 1a、Ppo-A1b和Ppo-D1b检测,并分析了品种等位变异的分布特点.结果显示: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,PP029在Ppo-D1b(高PPO)等位基因中扩增490bp的片段.115份品种(系)中Ppo-A1a、Ppo-A1b6和Ppo-D1b等位基因的频率分别为37.39%、60.00%和45.22%.在陕西省所培育和引进的冬小麦品种(系)中,地方当家品种中最低PPO活性基因分布较多,而引进的冬小麦品种中高PPO活性基因分布较多.     

小麦籽粒2A染色体PPO基因新分子标记的开发与应用

参照位于小麦2B染色体上的多酚氧化酶(Polyphenol Oxidase)基因保守区序列(GenBank:AB254804)设计引物,以一组籽粒PPO活性两极端材料为扩增模板进行筛选,并以195份中国微核心种质材料对其有效性验证,旨在开发小麦籽粒PPO基因新分子标记。在设计的引物中,编号为F-4的引物PCR产物在籽粒PPO活性处于两极端的12份小麦品种中表现出规律性极强的多态性,在籽粒PPO活性极高的6个小麦品种扩增出了1条带(a),在籽粒PPO活性极低的6个小麦品种扩增出了3条带(a,b,c)。利用195个微核心种质材料对引物F-4进行有效性验证,其中123个材料扩增出了一条带(a带),其PPO均值为246.22A475U/(min·g·103),剩下的72个材料都扩增出3条带(a,b,c);其PPO活性均值为155.95A475U/(min·g·103);比前者低90.27A475U/(min·g·103),差异显著。在此基础上利用一套中国春缺体将b条带定位于2A染色体上。扩增序列Blast分析发现,b序列与EF070148序列(2Ab)重合区域为99%,相似达99%,基本可以认定为同一序列;a序列与EF070149序列(2Da)重合区域达99%,相似为98%,基本可以认定为同一序列。位于小麦2A染色体上的PPO基因分子标记F-4可以在小麦PPO活性分子育种中加以应用。     

贵州小麦品种(系)中慢锈基因Lr34/Yr18的分子检测

小麦慢锈病是危害小麦生产的重要病害。为了鉴定258份贵州小麦品种(系)中慢锈基因Lr34/Yr18的组成,筛选含慢锈抗性基因Lr34/Yr18的种质资源,本研究利用STS标记csLV 34结合毛细管电泳技术对258份小麦品种(系)中慢锈抗性基因Lr34/Yr18的等位变异进行了分子检测。结果表明:毛细管电泳谱带清晰易读,可根据扩增片段分子量直接判断目标片段有无。STS标记csLV 34可在含有Lr34/Yr18基因的材料中扩增出150 bp片段,部分不含Lr34/Yrl8的材料则扩增出229 bp片段,余下大部分不含Lr34/Yrl8的材料没有扩增出150 bp和229 bp的片段;258份小麦品种(系)中有5份材料扩增出150 bp片段,可能含有Lr34/Yr18基因,占供试材料的1.9%。筛选的这些慢锈抗性种质资源可为今后贵州小麦的慢锈抗病品种选育提供参考。     

山西省中部地区主栽小麦品种的分子标记分析

山西省中部地区是山西小麦生产的重要地区,了解该区当前主栽小麦品种的基因组成特点,对于进一步选育新品种具有指导作用。采用SDS-PAGE方法分析了10个小麦品种的高分子量谷蛋白亚基和醇溶蛋白组成,并利用5个功能基因标记分析了其矮秆基因、硬度、多酚氧化酶等基因组成。结果表明,供试材料HMW-GS存在4种组合类型,其中晋太9923亚基组合为1,7+8和5+10,评分为10分;根据醇溶蛋白和黑麦专化标记分析说明4个品种含有T1RS·1BL易位;3个品种含Rht2,7个品种含Rht8,1个品种为Rht2+Rht8组合;4个品种扩增出Pinb-D1b位点,5个品种具有Pinb-D1a位点,1个品种为杂合型;利用多酚氧化酶基因标记在10个品种检测出3个不同位点,表明该基因在品种间存在多样性,其中4个品种含有长度为876bp的低活性位点。     

小麦种质多酚氧化酶的遗传变异及抗穂发芽品种的筛选

为了研究中国小麦品种资源多酚氧化酶(PPO)活性的变异,并对部分主推小麦品种的抗穗发芽能力进行评价和筛选,选用195份小麦种质资源和24份主推小麦品种,采用籽粒法测定了其多酚氧化酶（PPO）的活性。结果表明,供试小麦资源PPO活性表现出较大的变异,变异范围为4.95~13.99 AU/(min?g),变异系数为21.4%,表明小麦PPO活性遗传改良具有很大的潜力;我国主推小麦品种之间的PPO活性差异较大,筛选出‘中麦9’,‘京9428’,‘冀麦38’,‘陕229’,‘宁麦9’,‘川麦47’等PPO活性较低的品种,可以鉴定为抗穗发芽能力较强的品种。     

普通小麦多酚氧化酶活性的QTL分析

多酚氧化酶（polyphenol oxidase, PPO）是引起面团（片）颜色褐变的主要原因。利用122对SSR引物、4对贮藏蛋白的STS引物和10对AFLP引物组合，分析了中优9507´CA9632的71个DH系的基因型，构建了由173个位点组成的遗传连锁图，在小麦21个连锁群上覆盖2 881 cM。将该群体种植于3种环境，采用复合区间作图法（CIM）进行了P     

小麦多酚氧化酶研究进展

小麦面粉和面食品的色度是小麦磨粉品质和面食品的主要评价指标.。特别是面条、馒头、饺子、烙饼等中式食品对白度的要求相当高。.多酚氧化酶(PPO)与小麦面粉及其面食品在加工、贮藏中的褐变直接相关.。同时,多酚氧化酶种类的遗传变异和表达差异也决定小麦籽粒中的PPO总活性高低,从而直接或间接影响面粉的白度。笔者综述了近年来小麦多酚氧化酶生化机理、分布和分子生物学遗传分析以及与品质关系等方面的研究进展,并且根据多酚氧化酶的表达特性,讨论了小麦高白度新品种选育的策略。     

基于PCR标记的陕西省部分地方小麦品种(系)糯蛋白基因的多样性分析

利用3个优化的STS标记对陕西省1960年以来引进和自育的99份小麦品种(系)的Waxy蛋白基因的变异情况进行了鉴定.结果表明,Wx-A1位点的标记在Wx-A1a和Wx-A1b基因型内分别扩增出336 bp和317 bp特异片段；Wx-B1a基因型内扩增出425 bp特异产物,Wx-B1b基因型内不扩增出此产物；Wx-...     

小麦抗叶锈基因Lr24、Lr35的STS、SCAR标记在近等基因系(NILs)上的特异性验证

用一套分别含有不同抗叶锈基因的53个以Thatcher为遗传背景的近等基因系（near-isogeniclines,NILs）对已报道的分别与抗叶锈基因Lr24和Lr35连锁的STS、SCAR进行特异性验证。结果对于与Lr24连锁的STS标记,在53个NILs中只在TcLr24亲本中扩增出片段大小与报道相同的310bp的条带,在TcLr35中也扩增出了一条片段,但片段大小不同于310bp约为270bp。对于与Lr35连锁的SCAR标记,只在TcLr35亲本中扩增出片段大小为900bp的条带,与报道片段大小一致。验证结果表明与抗病基因Lr24和Lr35连锁的STS、SCAR分子标记在NILs中特异性都较好,进一步证明了这两个分子标记可方便地用于小麦抗叶锈基因Lr24、Lr35的分子标记辅助选择育种。     

人工合成六倍体小麦与普通小麦杂交后代衍生群体的PPO基因分析

四倍体小麦与节节麦杂交培育的人工合成六倍体小麦已广泛应用于国内外小麦品种改良。以引自CIMMYT的Syn768、Syn769、Syn780和Syn786人工合成六倍体小麦分别与中国四川成都平原主栽普通小麦品种杂交、回交的BC2F2：6后代群体中选育的113份优良高代系和川麦38、川麦42、川麦43和川麦47育成品种为材料，采用SSR特异引物Xgwm312标记位点的PAGE凝胶电泳对其PPO基因型进行了研究。结果表明，Xgwm312位点的标记具有多态性，其PCR扩增产物可产生198bp、216bp、232bp和240bp四种等位基因变异片段。在所检测的117份后代衍生群体材料中，65份材料具有198bp片段的等位基因，占全部材料的55．56％；13份含216bp片段的等位基因，其频率为11．11％，35份材料具有232bp片段的等位基因，分布频率为29．91％；只有4份材料含有240bp片段的等位基因，仅占全部材料的3．42％。从每个人工合成六倍体小麦亲本材料所形成的后代衍生群体来看，基因等位变异片段分布频率各不相同。说明PPO基因在小麦杂交后代材料中基因型的表现存在着随机性，与亲本的基因型状况关系极大，并且在后代材料中出现了亲本都没有的240bp等位基因变异片段的材料。通过研究人工合成六倍体小麦与普通小麦杂交后代的PPO基因型，有助于提高分子标记育种效率，也有助于PPO基因型的多态性研究，并为人工合成六倍体小麦在我国小麦品种改良和分子标记育种中的应用提供依据和方法。     

山西冬小麦品种Waxy蛋白分析及分子标记研究

利用聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)法分析了山西100份小麦品种(系)Waxy蛋白的缺失类型,筛选出缺失Wx-B1蛋白亚基的材料8份。利用2个STS标记和1个SSR标记对不同Waxy蛋白缺失类型进行鉴定,验证其在分子标记辅助育种中的有效性,结果表明:Wx-7A位点的STS引物在野生型中扩增出1条450 bp的特异带,而在缺失Wx-A1蛋白亚基的突变材料中扩增出1条327 bp的特异带;Wx-4A位点的STS引物在野生型中扩增出1条440 bp的特异带,缺失Wx-B1蛋白亚基的突变材料中没有该扩增片段;Wx-7A,Wx-7D位点的SSR引物在野生型中分别扩增出1条265 bp和1条204 bp的特异带,在缺失Wx-A1和Wx-D1蛋白亚基的突变材料中没有扩增出该特异带。这3个标记可以用于分子标记辅助育种。     

小麦籽粒萌发过程中PPO活性变化及同工酶电泳分析

选取54个小麦品种,以邻苯二酚为底物,采用比色法测其籽粒萌发过程中多酚氧化酶(PPO)活性变化,同时选取3个代表性品种进行同工酶电泳分析.试验结果表明,多数品种在籽粒吸水12 h后PPO的活性达到最大值,以后活性稍有降低,降低的趋势趋于平缓;籽粒萌发过程中PPO同工酶谱带数逐渐增加,在萌发48、72 h高分子量PPO谱带较多,最多时出现4条.同工酶的出现及数量的变化对研究小麦籽粒萌发过程中PPO活性变化的原因具有重要意义.     

小麦多酚氧化酶抑制和激活效应的研究

通过测定60个小麦品种多酚氧化酶（Polyphenol Oxidase, PPO）分别在铜试剂和CuCl2作用下的酶活性变化情况,分析研究了上述两种试剂对小麦PPO的抑制和激活效应及其受环境、基因型和试剂浓度的影响,结果表明：铜试剂和CuCl2能分别抑制和激活小麦PPO,0.1mM浓度即能起到明显的抑制和激活作用;铜试剂和CuCl2对小麦PPO的抑制和激活作用基本不受环境的影响,但受基因型和试剂浓度的影响,且达极显著水平;CuCl2和铜试剂浓度与小麦PPO活性之间呈对数关系。     

两种遗传背景下小麦Wx近等基因系面粉及面制品色泽研究

为探索不同Wx基因型对面粉及面制品色泽的影响及色泽改良途径,为糯小麦的育种改良提供理论依据,利用‘扬01-2’和‘扬麦17’2种遗传背景下的8种Wx基因型的近等基因系为材料,对8种基因型面粉、面片色泽及色泽主要影响因素多酚氧化酶(PPO)活性进行研究。结果表明,在面粉色泽上,2个背景下8种基因型间总体上无显著差异,其中以aaBBDD和aabbdd 2种基因型面粉色泽略好;在面片色泽及面条感官评价上,2个遗传背景下均以AAbbdd基因型色泽较好,aabbdd基因型色泽较差。面粉多酚氧化酶活性(PPO)检测结果显示,在2个遗传背景下,全缺失型aabbdd均极端高于其它基因型,其原因需深入研究。糯小麦育种需重视对低PPO活性材料的筛选。     

60Co-γ射线诱变小麦品质突变体的筛选及分子标记检测

为了探索小麦品质性状的物理诱变效应,用300Gy的60Co-γ射线辐射小麦品种河科2号的干种子,对M3代234个株系的蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值、硬度和产量性状进行变异分析和SSR分子鉴定,以超过均值±2×标准差确定变异株系.结果表明,在M3代群体中,蛋白质含量有13个株系发生正向变异,5个株系发生负向变异;湿面筋含量有8个株系发生正向变异,3个株系发生负向变异;沉降值有6个株系发生正向变异,3个株系发生负向变异;硬度有2个株系发生正向变异,9个株系发生负向变异;产量有5个株系发生正向变异,4个株系发生负向变异.相关分析表明,M3群体蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值呈极显著正相关,表现出平行变异的趋势.初步筛选出蛋白质含量和湿面筋含量符合国家强筋小麦标准(蛋白质含量≥15％,湿面筋含量≥35％)的株系8个.经SSR分子标记检测,与控制小麦蛋白质含量的基因存在连锁的2个特异引物Xbarc164和Xgwm161在以上8个变异株系都呈现多态性标记,表明这些株系与蛋白质含量相关的基因可能发生了变异.     

水稻早世代稳定特异性的研究

利用9个具有早世代稳定遗传特性的水稻品系和7个栽培稻作为主体亲本杂交配组，在130个组合F2群体963个株系中，发现28个组合中出现73个稳定株系。遗传分析表明水稻早世代稳定既不是质量性状遗传也不是数量性状遗传，是按株群分离的遗传方式，出现稳定株系的组合F1群体发生了分离，F2群体中既有性状不分离的稳定株系又有孟德尔     

无核白葡萄多酚氧化酶基因的克隆与序列分析

为获得无核白葡萄中多酚氧化酶(PPO)的基因序列,以无核白葡萄果实为试材,进行基因同源克隆,得到多酚氧化酶基因CDS全长序列,其完整的编码框为1 824 bp,编码607个氨基酸(GenBank登陆号为KP271928);系统进化分析可知,其与葡萄科植物PPO基因同源性最高;生物信息学方法发现该蛋白分子量为67 392.44 Da,等电点为6.42,具典型的酪氨酸家族结构域,无信号肽结构,但有一个跨膜结构域,为亲水性蛋白;二级结构预测发现,PPO具有CuA与CuB两个结合区,分别嵌入蛋白活性腔中。该研究为进一步从分子水平探讨多酚氧化酶与褐变的关系奠定理论基础。     

分子标记ST10对水稻条纹叶枯病抗性基因Stv-b~i的检测

近年来,利用与抗病基因紧密连锁的分子标记进行辅助选择已经成为抗病育种的重要手段。本研究利用显性标记ST10对24个水稻品种以及24个水稻品种中的镇稻88/武育粳3号和武运粳7号/徐稻3号的2个F2群体进行检测。PCR结果显示,17个抗病品种有8个能扩增出约727bp的目标片段;在镇稻88/武育粳3号杂交组合中,感病亲本武育粳3号和F2群体中的8个感病单株均不能扩增出目标片段,抗病亲本镇稻88、F1和13个不感病单株中的11株都能够扩增出目标片段;用于检测的武运粳7号/徐稻3号的F2群体中,8株感病单株没有检测出目标片段,而13株不感病的单株有9株扩增出目标片段。结果表明,ST10与条纹叶枯病抗性基因Stv-b^i紧密连锁,表现为共分离。     

草莓果实多酚氧化酶基因的克隆及序列分析

多酚氧化酶（polyphenol oxidase,PPO）是一类植物体内广泛存在的由核基因编码的能与铜结合的金属蛋白酶。它是诱导许多果蔬等农产品产生酶促褐变的主要原因,同时在植物的生长发育、抗病虫害及果实品质形成等方面也起到了一定的作用。本文用RACE的方法,从草莓幼果cDNA中成功扩增出PPO基因的3′端部分序列。序列分析表明该基因片段编码424个氨基酸。与其他物种PPO核苷酸序列比较相似性为72％-80％,氨基酸相似性为82％～87％。草莓多酚氧化酶基因的成功克隆,为草莓抗褐变的研究及果实品质的改良打下了坚实的理论基础。     

小麦抗叶锈病基因Lr24的一个新STS标记

来源于长穗偃麦草的基因Lr24对小麦叶锈病具有很高的抗性,本研究旨在开发用于Lr24基因分子标记辅助育种的新的分子标记。从定位于小麦3D染色体的22对SSR、EST-SSR引物中筛选出4对揭示TcLr24多态性的引物,用468株F2抗感群体对这4对引物进一步检测,得到1个与Lr24共分离的EST-SSR标记Xcwem17。对该标记进行测序,并设计了STS引物。用该STS引物及已知的Lr24SCAR引物对试验群体进行验证,两对引物在该F2群体中均表现共分离,且Xcwem17可在TcLr24单基因系和已知含Lr24的农家品种泰山1号中可扩增出180bp单一条带,感病对照及其余7个近等基因系无扩增。该EST-SSR标记可直接用于分子标记辅助选择。