小麦不同近缘种籽粒蛋白质积累及其关键酶活性的研究

为明确小麦不同近缘种籽粒蛋白质积累的演进规律,以二倍体野生一粒小麦(T. boeoticum)、栽培一粒小麦(T.monococcum)、节节麦(Ae.tauschii)和黑麦(S.cereale),四倍体野生二粒小麦(T.dicoccoides)、栽培二粒小麦(T.dicoccum)和硬粒小麦(T.durum),六倍体普通小麦(T. aestivum)扬麦9号、豫麦34和扬麦158为材料,采用盆栽试验研究了小麦不同近缘种籽粒蛋白质积累的动态变化及相关酶活性的差异.结果表明,与六倍体普通小麦相比,二倍体和四倍体材料籽粒产量和蛋白质产量低,但蛋白质含量高,其灌浆初期氮代谢能力比较强,硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸丙酮酸转氨酶(GPT)活性较高,蛋白质积累速度快;除黑麦外,其他二倍体和四倍体材料蛋白质合成关键酶活性下降早而快,在灌浆中后期低于普通小麦,蛋白质积累的功能期较短.因此,普通小麦灌浆后期较高的氮代谢酶活性和较长的持续期是提高籽粒产量和蛋白质合成的重要生理原因.     

小麦越冬性遗传及育种方法的研究进展(综述)

越冬性的进化А.Ф.шулынлин(1975)从现代普通小麦起源的角度探讨了越冬性的进化问题,认为小麦越冬性是自然进化和人类创造性活动的结果。在原始的小麦起源中心——小亚细亚和高加索,二倍体(一粒种)、四倍体(硬粒种)和六倍体(软粒小麦)的各个种没有高度抗寒     

关于小麦氮素固定

作为禾本科植物的氮素固定的一个环节,用小麦进行了试验。供试材料为二倍体的P6(栽培一粒小麦Triticum monococcum flav-escens,染色体组为AA),P151(节节麦     

小麦无性繁殖系的酯酶同功酶分析

对１２８个硬粒及软粒小麦品种的无性繁殖系的乙醇脱氢酶、谷氨酸脱氢酶及谷氨酸－草酰乙酸酯转移酶进行了酯酶同功酶分析。结果表明无论是硬粒小麦，还是软粒小麦的酯酶同功酶都存在变异性。软粒小麦品ＡД２０／４７的高频高于硬粒小麦品种ＫЫЗЫЛ ЪУΥДａ的。染色体分裂中期用ΦｅЛЪｒｅＨ染色分析证明了基因和染色体组的突变不存在。本文对无性繁殖系变异性发生的原因进行了讨论。     

将黑麦基因导入小麦的途径

在小麦产量、品质和适应性改良方面,黑麦具有许多可供利用的优良性状基因.虽然黑麦与小麦染色体组之间有部分同源关系,但由于它们的染色体难以配对,使得利用黑麦与小麦杂交直接将黑麦基因导入小麦有一定的困难.有些染色体操作方法可将黑麦基因导入小麦,例如部分同源染色体配对抑制基因(Ph)的利用.试验证明,六倍体小黑麦与普通小麦杂交是将黑麦基因或染色质片段导入小麦的一种很有潜力的方法.通过这条途径已经把黑麦的抗腥黑穗病、条锈及叶锈病,抗旱、长粒和致密腊质层基因或载有这些基因的小染色质片段导入了小麦,有些带有黑麦性状的品系还表现出高产潜力.     

簇毛麦基因组特异DNA序列标记的建立和应用

为建立簇毛麦基因组特异DNA序列的分子标记，以普通小麦中国春、绵阳11、川农17和R111以及多年生簇毛麦、硬粒小麦一多年生簇毛麦双二倍体TDB-3为材料，用120条随机引物进行RAPD分析，筛选出一个多年生簇毛麦的特异性RAPD片段。克隆测序表明该片段全长为937bp（记为OPM2 937）。以OPM2 937的DNA序列为基础设计了一对特异引物，并用该特异引物对多年生簇毛麦、二倍体簇毛麦以及中国春-二倍体簇毛麦附加系CSDA1V～CSDA7V与小麦-多年生簇毛麦衍生后代进行了扩增，结果表明，凡具有簇毛麦染色体的材料均可扩增出目标DNA片段，而不具簇毛麦染色体的材料均未能得到扩增。将OPM29 937在NCBI中进行序列比对，发现它是一个新的序列，说明OPM2 937为簇毛麦基因组的一个特异序列，该DNA序列标记可用于快速跟踪检测小麦背景中的簇毛麦染色体。     

小麦无性繁殖系的酯酶同功酶分析

对１２８个硬粒及软粒小麦品种的无性繁殖系的乙醇脱氢酶（ＡＴ）、谷氨酸脱氢酶（Ｔ）及谷氨酸－草酰乙酸酯转移酶（ＯＴ）进行了酯酶同功酶分析。结果表明无论是硬粒小麦．还是软粒小麦的酯酶同功酶（Ｅｓｔ—５）都存在变异性．软粒小麦品系Ａ２０／４７的变频高手硬粒小麦品种的。染色体分裂中期用染色分析证明了基因和染色体组的突变不存在。本文对无性繁殖系变异性发生的原因进行了讨论。     

小麦的起源与未来

普通小麦Triticum aestivum L.em.Thell.三组染色体中有两组已是无庸置疑地确定了来源。A组染色体来自野生二倍体T.monococcum L,,后者是形成野生四倍体小麦T.turgidum L.的一个杂交亲本(译者注:本文的小麦属分类是根据Morris and Seara,1967年的报告)。大约一万年以前T.turgidum(染色体组为A ABB)就开始在近东种植,并且很快就演变为栽培类型     

小麦SSR引物扩增黑麦及附加系6R染色体特异DNA片段的克隆

为了获得黑麦特异分子标记以及更加方便地检测导入小麦的黑麦染色质,选用定位于普通小麦7个同源群染色体上的88对SSR引物对11种二倍体黑麦和普通小麦中国春、绵阳11进行PCR扩增,有11对引物能稳定地扩增出较强的、在供试材料间表现出多态性的条带.引物Xgwm232在供试的9种黑麦中扩增出了一条长491 bp的黑麦特异片段(命名为pMD232-500),而供试小麦与其余两种黑麦均未扩增出该片段.用该引物对两种小麦－黑麦双二倍体CI、HK及衍生自CI、HK的两套小麦－黑麦附加系进行扩增,发现在CI和HK中都能扩增出该片段,而在两套附加系中都只有6R染色体能扩增出该片段.将从6R附加系中扩增出的片段进行克隆测序,结果表明该片段(命名为pMD2326R-500)与pMD232-500的相似性达99％.因此,该引物可以用来跟踪导入小麦中的部分黑麦的6R染色体.     

小麦贮藏蛋白分析的改良SDS-PAGE法

本文提出了一种单向一步SDS-PAGE(聚丙烯酰胺凝胶电泳)分析小麦贮藏蛋白(谷蛋白和醇溶蛋白)的方法,利用SDS-PAGE重新评价普通小麦品种间染色体代换系醇溶谷蛋白的组成.从小麦品种Cheyenne和Wichita的第1和第6组染色体的轮回代换系中提取谷蛋白和醇溶蛋白,估计每个品种特有蛋白质的分子量,第1组染色件编码的蛋白质,特别是醇溶蛋白和低分子谷蛋白亚基比第6组染色体编码的蛋白质变异大,高分子和低分子谷蛋白亚基都微溶于乙醇溶液.和四交品种相比,Cheyenne和Wichita的染色体代换系的醇溶谷蛋白多肽链都产生了变化.因而,只有在分析了两种醇溶谷蛋白组分后,才能确定品质改变(和代换染色体有关)和贮藏蛋白之间的相关性.     

普通小麦内源α-淀粉酶抑制基因的多态体及染色体定位

依照单克隆抗体免疫斑渍原理.采用等电聚焦法研究了小麦一个内源α-淀粉酶抑制剂的多态体。在普通小麦及其野生近缘物中检测到10个抑制剂的异构体定位于5个同源位点。普通小麦确定了3个α-淀粉酶抑制基因位点(ISa-1).分别位于2A、2B和2D染色体的长臂上。在27个面包小麦、8个硬粒小麦和12个二倍体小麦与小黑麦近缘品种样品中.等电聚焦分离的高度解析结果表明了在l_(sa)-A1有2个活性等位基因与1个惰性等位基因;在l_(sa)-B1有2个等位基因;在l_(sa)-D1有1个等位基因;在l_(sa)-S1有4个等位基因;在l_(sa)-G1位点有1个等位基因。普通小麦最常见的电泳图由2种异构体组成.分别编码为l_(sa)-Blb、l_(sa)-D1.等位基因与l_(sa)-A1无效等位基因。在所有硬粒小麦中只有1种由l_(sa)-Blb等位基因控制的抑制剂形式,这种形式又与l_(sa)-A1位点的惰性等位基因相伴随.     

高大山羊草 Pm13染色体片段对小麦农艺和产量性状的影响

含有高大山羊草 Pm13染色体片段的小麦种质R1B对白粉病菌表现高抗。为明确 Pm13对白粉病的抗性遗传特点及高大山羊草染色体片段对小麦农艺和产量性状的影响,利用R1B与高感小麦品种济麦22杂交获得的F_(2∶5)RIL群体进行自然诱发鉴定和分子标记分析。结果表明,发病后,RIL群体的抗、感病株系符合1∶1分离比(χ~2=3.261,χ■=3.841),说明白粉病抗性是由一对基因控制。经分子标记分析,RIL群体白粉病抗性由 Pm13控制,且符合孟德尔单基因遗传规律。RIL群体中抗白粉病组和感白粉病组间,抽穗期、开花期、株高、穗长、每穗可育小穗数、每穗不育小穗数、穗粒数、千粒重、粒长、粒宽、粒周长、长宽比等12个性状均无显著差异(P0.05),说明高大山羊草染色体片段对这些性状没有明显不利影响。鉴于 Pm13抗性遗传稳定,应加大其利用力度,培育更多含有该基因的抗白粉病品种,发挥其在生产上的应用价值。     

硬粒小麦缺失4A蜡质蛋白对直链淀粉含量及淀粉品质特性的影响

为了明确硬粒小麦缺失不同Wx蛋白对直链淀粉含量的效应和Wx-B1 缺失型(缺失4A蜡质蛋白)的淀粉特性,利用SDS-PAGE电泳分析技术对1个硬粒小麦F2分离群体(来源于以硬粒小麦品系B413Wx-B1缺失型为母本、PI435045Wx-A1缺失型为父本的杂交组合)的102个单籽粒进行了Wx蛋白的筛选,并测定了其中72个单籽粒(其中Wx-B1 缺失型21粒,Wx-A1 缺失型10粒,正常型41粒)的直链淀粉含量;同时测定了11个Wx-B1 缺失型和7个正常型硬粒小麦品系面粉的直链淀粉含量、膨胀势和RVA黏度.结果表明,硬粒小麦2对Wx基因的分离符合9∶3∶3∶1的分离模式,Wx-B1 缺失型籽粒的直链淀粉含量比正常型低4.78%.Wx-B1 缺失型的面粉直链淀粉含量比正常型低5.76%,RVA高峰黏度和膨胀势比正常型分别高116.02 RVU和3.69 g/g.相关分析表明,直链淀粉含量与RVA高峰黏度和膨胀势均呈极显著负相关.     

在冬小麦杂种后代中籽粒硬度和蛋白质含量缺之相关

Fowler和de la Roche(1975)根据种植在加拿大的23个普通小麦品种所表现的各种品质等级,求出籽粒硬度和蛋白质含量间相关系数r=0.4。尽管这一相关性在统计上只达到P=0.1的显著水平,但跟一般的经验是相符合的,即硬粒红色春小麦比硬粒红色冬小麦籽粒更硬,蛋白质含量更高,它们依次又比软粒白色冬小麦具有更大的硬度和更高的蛋白质含量。对此,Anderson(1966)等人研究了美国31个小麦品种的34个样本蛋白质     

γ射线照射普通小麦当代的减数分裂

自Stadler(1928)用X射线照射大麦、玉米以来,关于禾本科作物的辐射育种、遗传基础的研究极多。有用水稻、大麦、黑麦和玉米等单一染色体组的二倍体种为材料,也有用普通小麦和燕麦数个染色体组的多倍体种为材料。     

灌浆前期高温对小麦籽粒氮代谢关键酶活性的影响

为探讨花后高温胁迫对小麦籽粒氮代谢及蛋白质合成的影响机制,以黄淮地区高产小麦品种郑麦366为材料,利用人工气候室模拟花后高温的方式,在盆栽条件下研究了灌浆前期短暂高温对小麦强势粒和弱势粒谷丙转氨酶(GPT)、谷草转氨酶(GOT)活性的影响.结果表明,灌浆前期高温显著提高了籽粒蛋白质含量,降低了籽粒蛋白质积累量和氮代谢关键酶GPT、GOT活性,其中强势粒GPT活性受高温胁迫的影响较大.小麦籽粒蛋白质含量与GPT和GOT活性均呈负相关,但相关性在不同时期间、强势粒与弱势粒间有差异,强势粒GPT活性与蛋白质含量的关系更密切.     

小麦强弱势粒胚乳淀粉体和蛋白体发育及物质积累研究

为探明小麦强弱势粒发育的差异,以大穗型小麦品种宁麦13为材料,采用半薄切片、组织染色和生理生化测定等方法比较研究了小麦强弱势粒胚乳淀粉体和蛋白体的发育及物质积累过程。结果表明,在小麦颖果发育过程中,强势粒的形态大小始终大于弱势粒,在花后3～11d表现尤为明显;与弱势粒相比,强势粒的胚乳尤其是背部胚乳中淀粉体和蛋白体的相对面积较大,充实度较高,胚乳质地更致密;强势粒的B型淀粉粒多于弱势粒,强、弱势粒的淀粉粒径分布均呈单峰型,强势粒中0～2μm的淀粉粒数显著高于弱势粒,在其他粒径范围两者无显著差异;与弱势粒相比,强势粒中总淀粉、蛋白质、醇溶蛋白、谷蛋白和支链淀粉含量均较高,而直链淀粉含量较低。由此可见,小麦弱势粒发育不良与胚乳淀粉体和蛋白体发育及物质积累密切相关。     

小麦不同进化材料叶与非叶器官C_4光合酶活性及δ~(13)C值差异

为明确小麦进化过程中C_4代谢酶活性的变化趋势,以二倍体小麦种(野生一粒小麦、栽培一粒小麦、拟斯卑尔脱山羊草、粗山羊草)、四倍体小麦种(野生二粒小麦、栽培二粒小麦、阿拉拉特、提莫菲维小麦)及六倍体小麦种(斯卑尔脱小麦、普通小麦)为试验材料,对不同染色体倍数小麦种不同绿色器官光合碳同化酶(PEPC、RuBPC、NADP-MDH、NADP-ME、NAD-ME)活性及稳定碳同位素(δ~(13)C)值进行了比较分析。结果表明,在同一种内,非叶器官(叶鞘、穗下节间、芒、护颖、外颖)RuBPC活性显著低于旗叶,除六倍体小麦品种外,其余小麦材料的PEPC及其他C_4途径酶活性均高于叶片。在小麦进化过程中,随着染色体倍数的增加,旗叶片的C_3和C_4同化酶活性均上升,且PEPC/RuBPC活性比值显著增加;非叶器官的RuBPC活性增加,但PEP羧化酶及其他C_4途径酶活性下降,PEPC/RuBPC活性比值显著降低。旗叶和穗器官的δ~(13)C值均在C_3途径范围内,穗器官的δ~(13)C值高于叶片;随染色体倍数的增加,旗叶δ~(13)C值增高,而穗器官的δ~(13)C值下降。综合来看,小麦非叶器官具有较强的C_4光合酶活性,在进化过程中,其C_4酶活性趋向减弱,而旗叶的C_4酶活性则趋向增加。     

转录组测序技术在鉴定小麦染色体臂置换系染色体组成上的应用

为给染色体片段置换系的快速鉴定提供新的技术手段,用3个以普通小麦品种中国春(Chinese Spring,CS)为背景的野生二粒小麦(TTD140)染色体臂置换系(chromosome arm substitution line,CASL)进行转录组测序,并结合SNP分析,获得纯合的SNP,用于鉴定CASL材料中TTD140的置换区段。结果发现,CASL3AL的SNP主要分布在染色体3A的108～750 Mb区段;CASL7BS的SNP分布于染色体7B的0～536 Mb和5A的22～482 Mb区段;CASL4AL的SNP分布比较复杂,除集中在4A的40～745 Mb、7B的0～570 Mb以及5B的410～675 Mb外,还在1A、2A、3A、7A、2B、2D、5D、6D和7D染色体上成簇分布,表明该材料除在预期的染色体4A上保留TTD140的大片段外,还在其他染色体上残留许多TTD140小片段。通过97对多态性SSR标记验证CASL3AL的染色体组成,发现84对标记能检测到TTD带型,其分布范围与转录组数据鉴定结果基本一致。对SNP富集区域的320 bp PCR产物直接测序,发现CASL3AL与CS之间存在7个SNP位点,但与TTD140以及Zavitan参考序列一致。因此,本研究利用转录组测序技术能够有效鉴定小麦染色体片段置换系材料的染色体组成,且比传统的分子标记技术准确、方便、快捷。     

一种快速酪氨酸酶测定硬粒小麦杂质的方法

研究业已发现采用酪氨酸酶测定法可以探测硬粒小麦(Drvum oeslivum)受普通小麦(Triticum oeslivum)混杂的程度。把小麦种子浸入酪氨酸酶溶液里,然后再暴露在空气中,可使普通小麦籽粒变黑,这样,能在30min或更短的时间内很容易地把普通小麦同硬粒小麦区分开来.酪氨酸酶作用物(底物)无毒易处理.本测定方法能把硬粒普通小麦和软粒普通小麦同硬粒小麦加以区分,很适宜于品质鉴别。