高分子量麦谷蛋白亚基基因Glu—Did共显性分子标记在育种中的应用

报道了小麦高分子量（HWM）麦谷蛋白亚基基因Glu—Dld（编码1Dx5亚基）的一个新的共显性PCR分子标记。该标记由3条引物Dx—F,Dx5-F和Dx—R组成,能够特异地扩增出Glu—Dld基因及其等位基因的特征条带。结合高分子量麦谷蛋白电泳分析,用16个小麦品种对其进行验证,结果表明,该标记的检测结果与蛋白电泳结果完全一致,并能很好地鉴定出杂合基因型。同时将该标记成功地应用于组合周麦18×烟农19F2分离群体的单株选择上,即在随机选取的88个籽粒（单株）中分别检测到21株Glu—Dld基因纯合、25株Glu—Dla基因纯合和42株基因杂合的单株。高分子量麦谷蛋白电泳结果表明,所检测的38个F2单株与PCR检测结果完全一致。该标记是迄今为止最适合优质麦谷蛋白亚基5＋10分子标记辅助选择的标记。     

小麦谷蛋白亚基1Dx5的分子鉴定及标记辅助选择

 小麦高分子量谷蛋白亚基Glu-D1位点上1Dx5-1Dy10和1Dx2-1Dy12分别紧密连锁，它们分别与小麦面包加工品质的优劣密切相关。利用1Dx5亚基特异PCR标记鉴定了我国新育成的49份优质小麦品种(系)的谷蛋白亚基Glu-D1位点，有17个品种扩增出450 bp特异片段，表明具有1Dx5亚基；32个品种未扩增出450 bp片段，表明不具有1Dx5亚基；1Dx5亚基的出现频率为34.7%。所用材料的鉴定结果与SDS-PAGE电泳的结果基本一致，表明利用特异性PCR标记鉴定1Dx5亚基技术是可靠的。此外，还利用该PCR标记，对回交后代株系进行了鉴定，选择出含优质亚基的小麦株系。     

山东小麦品种中高分子量麦谷蛋白1Bx14亚基特异PCR标记

根据已知小麦1Bx14基因序列设计一对特异引物,对HMW -GS在Glu -Bx14位点已知的7个小麦品种进行了PCR扩增,结果表明,凡具有1Bx14的品种都能扩增出4 19bp的特异性带,与SDS -PAGE电泳结果一致。利用这一特异性标记对山东推广的2 0个小麦品种进行检测,发现7个品种带有1Bx14基因。研究表明,与SDS -PAGE相比,PCR标记更加快速、简便和准确。     

小麦优质Ax1/Ax2*和Dx5亚基的二重AS-PCR分子鉴定

为了提高小麦Glu-A1位点Ax1/Ax2*亚基和Glu-D1位点Dx5亚基分子标记鉴定效率,方便小麦分子水平的辅助选择及品种评价,建立了小麦高分子量谷蛋白Ax1/Ax2*亚基及Dx5亚基基因的二重AS-PCR反应体系。结果表明,PCR鉴定结果与SDS-PAGE电泳结果一致。利用建立的二重AS-PCR稳定扩增体系鉴定了21份外引小麦品种系的谷蛋白Glu-A1及Glu-D1位点,有7个品种扩增出1500 bp特异片段,表明具有Ax1/Ax2*亚基;有11个品种扩增出478 bp特异片段,表明具有Dx5亚基;小麦优质Ax1/Ax2*亚基和Dx5亚基出现百分率分别为33.3%和52.4%。该反应体系扩增稳定,可同时鉴定Ax1/Ax2*亚基及Dx5亚基,适用于优质小麦新品种的辅助选择。     

应用PCR技术研究中国特有小麦种子贮藏蛋白基因的遗传变异

利用Glu A1x、Glu B1x、Glu A3、Glu B3和Glu 1Dx5的特异性PCR引物 ,和位于 1BS染色体上的γ -醇溶蛋白和低分子谷蛋白 2对SSR标记 ,通过PCR的方法研究了 8份四川白麦子、1 4份云南铁壳麦、9份西藏半野生小麦和 9份新疆稻麦贮藏蛋白基因的遗传多样性。结果表明 ,γ -醇溶蛋白和低分子谷蛋白 2个SSR位点的遗传多样性较高 ,其次为Glu A3和Glu B3 ,而Glu Ax和Glu Bx的遗传多样性最低。在所有 4 0份供试材料均未扩增出Glu 1Dx5基因的特异DNA片段 ,说明这些小麦地方品种不含优质亚基 5的编码基因     

HMW-GS基因的遗传转化与小麦品质改良

小麦高分子量谷蛋白亚基(HMW GS)的组成类型及相对含量与面筋的弹性和强度直接相关,决定面粉的烘烤品质。目前,应用转基因技术将HMW GS基因(主要为1Ax1、1Dx5和1Dy103个亚基基因)导入普通小麦,获得转基因株系。对转基因株系进行检测,发现导入的HMW GS基因在转化植株中均过量表达。对其品质进行测定表明,面团弹性、强度、稳定时间等多个品质性状都有所改善。我国小麦品种品质普遍较差,利用转基因技术提高优质亚基的表达数量,转入外源优质亚基,可能将是我国小麦,尤其是南方小麦品质遗传改良的有效途径之一。     

普通小麦、斯卑尔脱小麦和密穗小麦中y型高分子量谷蛋白亚基基因的多态性

 采用PCR方法对普通小麦、斯卑尔脱小麦及密穗小麦在Glu A1、Glu B1和Glu D1位点上 y型高分子量谷蛋白亚基基因的多态性进行了分析。研究结果显示 ,y亚基基因在分子水平上的多态性与SDS PAGE分析结果完全吻合 ,其中以Glu B1位点上的遗传变异类型最多。研究还发现 ,针对y亚基基因重复区域设计的特异引物能够将Glu 1Dy12和Glu 1Dy10亚基明显区分开来。由于Glu1 Dx5与Glu 1Dy10亚基及Glu 1Dx2与Glu 1Dy12亚基紧密连锁 ,因此可以利用该引物进行优质亚基的分子标记辅助选择工作     

高分子量麦谷蛋白亚基基因Glu-D1d共显性分子标记在育种中的应用

报道了小麦高分子量(HWM)麦谷蛋白亚基基因Glu-D1d(编码1Dx5亚基)的一个新的共显性PCR分子标记.该标记由3条引物Dx-F,Dx5-F和Dx-R组成,能够特异地扩增出Glu-D1d基因及其等位基因的特征条带.结合高分子量麦谷蛋白电泳分析,用16个小麦品种对其进行验证,结果表明,该标记的检测结果与蛋白电泳结果完全一致,并能很好地鉴定出杂合基因型.同时将该标记成功地应用于组合周麦18×烟农19 F2分离群体的单株选择上,即在随机选取的88个籽粒(单株)中分别检测到21株Glu-D1d基因纯合、25株Glu-D1a基因纯合和42株基因杂合的单株.高分子量麦谷蛋白电泳结果表明,所检测的38个F2单株与PCR检测结果完全一致.该标记是迄今为止最适合优质麦谷蛋白亚基5 10分子标记辅助选择的标记.     

小麦聚合杂交早代Dx5优质基因的分子标记选择

将抗条锈基因（Yrx）、抗白粉病基因（Pm21）聚合,转入宁夏高产、优质（2°、17＋18、5＋10）小麦品种中,利用分子标记检测出多抗基因聚合体单株,以多抗聚合体单株为材料进行Dx5基因的分子标记选择。结果表明,Dx5基因的特异引物能扩增出片断为450bp的条带,生化标记证明凡是能扩增出450bp片段的单株均含有5＋10亚基条带,分子标记与生化标记结果一致,说明利用Dx5基因的特异分子标记选择5＋10优质亚基是可靠的、可行的。从多抗基因聚合体F3中选到3株具有Dx5基因的材料。Dx5基因的分子标记技术与SDS—PAGE图谱技术各有所长,两者结合应用结果更好。     

晋麦F2籽粒中HMW-GS的遗传规律研究

[目的]为杂种小麦加工品质预测和优质小麦亲本组配提供依据。[方法]以杂交小麦母本晋麦47和父本丰优1号及其F2籽粒为材料,采用SDS—PAGE电泳法对小麦籽粒中的高分子量麦谷蛋白亚基（HMW—GS）的分离及表达进行分析。[结果]F2籽粒中共出现21种HMW—GS带型组合,其中回归母本的带型（N、7＋9、3＋12）占69．10％,回归父本的带型（1、17＋18、5＋10）占1．04％,其余29．86％为双亲杂合带型或缺失带型;HMW—GS在F2籽粒中按一定规律进行分离,Glu-Dlb,Glu-Dld出现基因重组（重组率5．90％）,17＋18和7＋9亚基同时在Glu—B1位点表达,而Glu—Blc在该位点出现表达空位（空位率5．20％）。[结论]明确了HMW—GS在小麦F2籽粒中的表达及分离规律。     

高分子量麦谷蛋白亚基基因Dx5的PCR检测

为 Dx5基因设计了 1对特异引物 ,选用 HMW- GS在 Glu Dx1位点已知的 2 2个材料对其进行了验证。结果表明 ,该引物的准确率达到 10 0 %,完全可以作为 Dx5基因的检测引物。利用这 1对引物 ,通过 PCR技术对 4 0种材料的 Dx5基因进行了检测 ,发现仅有 986 0 5 ,陕 2 5 3,郑州 891,97- 2 14 3,绵阳 96 171- 10 ,绵阳 19,中 1813- 1和绵阳 11等 8个品种 (系 )携带 Dx5基因 ,占待测材料总数的 2 0 .0 %,远远低于北美小麦品种中 Dx5基因的携带率。研究中还发现 ,对检测优质面包烘烤品质基因而言 ,PCR方法是最简便、快速、准确的方法之一。     

多重PCR的建立及黄淮麦区主要品种品质相关基因的鉴定

 【目的】小麦加工品质由多个位点控制,而每个位点又有多个等位基因控制。建立品质性状多重PCR反应体系是提高分子标记辅助选择效率及降低成本的一种重要措施。【方法】选择影响小麦品质性状重要基因的分子标记,即高分子量谷蛋白亚基基因标记Ax2*、Bx14、Bx17和Dx5;低分子量谷蛋白亚基基因标记Glu-A3 d;糯蛋白亚基Wx-B1基因标记BDFL-BRD和Wx-D1基因标记MAG269;1BL/1RS易位标记ω-sec及多酚氧化酶（PPO）活性基因标记PPO18。根据优质面包、优质面条亚基组成要求及引物的退火温度,建立3个多重PCR反应体系PCR-Ⅰ（Ax2*/Bx17/Dx5）、PCR-Ⅱ（BDFL-BRD/MAG269/PPO18）和PCR-Ⅲ（Bx14/Glu-A3d/ω-sec）。【结果】用构建的3个多重PCR对141份黄淮麦区小麦品种加工品质相关基因的分布情况进行了检测。结果表明Ax2*、Bx14、Bx17具有较低的分布频率,分别为4.3%、7.1%、1.4%;Dx5和Glu-A3 d分布频率相对较高,分别为17.7%和27.7%;而1BL/1RS易位和低PPO活性（扩增片段为876 bp）的材料分别占44.0%和51.8%;Wx-B1缺失材料占4.3%。在供试的141份材料中已有80份进行了高、低分子量谷蛋白亚基和黑麦碱的SDS-PAGE电泳检测,与本研究建立的多重PCR检测结果完全一致。【结论】建立的多重PCR体系可以准确、稳定、高效地检测9个小麦品质性状的基因组成。     

转基因小麦B73-6-1外源基因拷贝数的确定

为了确定转基因小麦B73-6-1中外源基因HMW-GS的拷贝数,以期为HMW-GS基因的整合位点和遗传表达研究奠定基础,构建了含有外源基因HMW-GS的标准品,并以wx012基因作为内源参照,通过实时荧光定量PCR方法,进行了3次重复试验。结果表明,在3组试验中得到的HMW-GS基因分子数分别为8.62×1018、4.34×1018、1.10×1018个,wx012基因分子数分别为6.27×1017、3.14×1017、7.84×1017个,经计算HMW-GS基因拷贝数分别为13.75、13.84、14.01个,由此确定转基因小麦B73-6-1中HMW-GS外源基因的拷贝数为14个。     

快速导入小麦多个优质HMW-GS基因方法和效果的研究

 采用回交转育、特异性PCR分子标记辅助选育与蛋白质电泳筛选，结合温室和大田种植，将Soissons携带的多个优质HMW-GS基因导入高产小麦品系1718。特异性PCR检测BC1、BC2、BC3和BC3F1代随机群体的Dx5基因分布符合1对等位基因的遗传分离比例1:1；从BC2代到BC3F2代，结合HMW-GSDx5基因分子标记辅助选育和其它农艺性状常规选择，筛选出携带优质HMW-GSDx5基因、又与轮回亲本农艺性状相似的单株后，进行回交或者自交；在BC3F2代中已获得携带优质HMW-GSDx5基因、农艺性状稳定、且又与轮回亲本相似的株系1718-4；在BC3F2后代中，蛋白质电泳筛选出携带1、7+8、5+10亚基的单株1718-4-6和1718-4-10。两新品系1718-4-6和1718-4-10保留了轮回亲本高产特性，且品质性状明显提高。在聚合多种优质HMW-GS基因和改良高产小麦品系品质育种中，回交转育、HMW-GS基因分子标记辅助选育与高代蛋白质电泳筛选相结合是一种定向、快速、有效的育种途径。     

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。     

小麦YrX、Pm21基因和Dx5优质基因聚合体的分子标记选择

针对宁夏灌区小麦条锈病时有发生,白粉病逐年加重的趋势,本研究将分别含有抗条锈病基因YrX、抗白粉病基因Pm21的小麦材料与宁夏育成的高产、优质品种进行聚合杂交,采用早代抗病鉴定,并利用特异分子标记对F3代材料进行抗条锈病基因(YrX)、抗白粉病基因(Pm21)、优质基因(Dx5)检测。筛选到聚合YrX、Pm21和Dx5三种基因的材料1个,聚合YrX、Pm21基因的材料2个,聚合YrX、Dx5基因的材料2个,聚合Pm21、Dx5基因的材料3个。