提莫菲维小麦高分子量谷蛋白亚基遗传多样性分析

为了给普通小麦的品质改良提供基础材料,并了解提莫菲维小麦的HMW-GS组成情况,利用SDS-PAGE技术对43份提莫菲维小麦高分子量谷蛋白亚基遗传多样性进行了分析,分别发现2、3、2和1种Ax、Ay、Gx和Gy亚基的等位变异类型和5种组合类型[Ax2*,Gx(A);Ax2*+Ay(C),Gx(B)+Gy;Ax1+Ay(B),Gx(B)+Gy;Ax1+Ay(A),Gx(A);Ay(A),Gx(B)]。其中Ax2*,Gx(A)的分布频率最高,达81.40%。在43份材料中,有12份材料(27.90%)的Ay亚基表达,Gx亚基几乎都表达,而只有部分Gy亚基可表达,但频率非常低,仅为6.98%。结果表明提莫菲维小麦Glu-A1的遗传多样性高于Glu-G1。文中对检测到的各种亚基的利用方式进行了讨论。     

野生二粒小麦HMW-GS特异性及其对小麦的可利用性研究

对来自以色列的133份野生二粒小麦进行SDS-PAGE检测发现,其高分子谷蛋白亚基具有较高的遗传多样性。在Glu-A1和Glu-B1两个位点共有18种可确定的亚基变异类型,其中,A位点上的亚基1、2和B位点上的亚基7+8与17+18品质评分为3分(出现频率分别为59.4%和12.78%)。同时,出现了在普通小麦中不表达的1Ay亚基和许多普通小麦所稀有或缺乏的特异亚基类型,如1、7+9、17+18、7+8、7+8、7+9、7+8等,而且在22份材料中出现了9种未命名的新亚基类型。比较研究表明,高分子谷蛋白亚基的表达与材料的来源地有关。用具有1Ay亚基的材料与栽培小麦“川农16”杂交,在分离世代F2中检测到了1Ay亚基的存在。据此认为,可望将野生二粒小麦中诸如1Ay的特异高分子量谷蛋白亚基导入栽培小麦,这对拓宽小麦品质遗传基础,改良小麦加工品质具有重要意义。     

一粒系小麦高分子量谷蛋白亚基1Ay的多样性

通过十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)对44份一粒系小麦1Ay亚基的检测结果表明,一粒系小麦中普遍存在表达的1Ay亚基。供试的乌拉尔图小麦、野生一粒小麦和栽培一粒小麦的分布频率依次为42.86%,81.25%和100%。同时,1Ay亚基的迁移率在物种间也存在明显多态性。3种供试物种中分离出齐平于和快于1Dy12,齐平、快于和慢于1Bx7,以及齐平于1By8共6种迁移率类型。其中,乌拉尔图小麦的1Ay全部在1Dy12亚基附近,而野生一粒小麦和栽培一粒小麦则以集中在1Bx7附近为主。尽管一粒系小麦1Ay的表达与地理来源有关,但也存在变异,体现在来源地不同的同一物种的1Ay表达频率相异,又体现在来自同一地区材料的1Ay迁移率存在明显多态性。一粒系小麦具有的较丰富的1Ay亚基变异类型,为小麦育种提供了资源。     

黄淮麦区部分小麦品种(系)高分子量麦谷蛋白亚基的SDS-PAGE和分子标记分析

利用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)和分子标记技术,对黄淮麦区47份小麦育种材料高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)进行鉴定和分析。SDS-PAGE结果表明,在所检测的小麦品种(系)中,Glu-A1位点编码的HMW-GS有3种类型,分别是Null、1和2*,其中1出现频率较高(80.9%),Null次之(17.0%),2*仅有1份;Glu-B1位点有7+8、7+9、17+18共3种类型,其中7+8和7+9出现频率较高,分别为48.9%和44.7%;Glu-D1位点有2+12、5+10、4+12共3种类型,其中5+10出现频率最高(61.7%)。利用Dx5、Ax2*、By8、By9和By17亚基特异性分子标记检测结果表明,参试材料中含各标记亚基的材料依次为29(61.7%)、1(2.1%)、23(48.9%)、21(44.7%)、3(6.4%)份;在所检测的小麦品种(系)中含最优亚基组合Dx5、By8的材料共13份,频率为27.7%。分子标记检测结果与SDS-PAGE检测结果相吻合,表明亚基特异性分子标记可用来快速检测小麦材料中的HMW-GS基因。     

野生二粒小麦高分子量谷蛋白亚基组成的研究

对来自以色列的78份野生二粒小麦进行SDS-PAGE检测,发现其高分子谷蛋白亚基具有较高的遗传多样性。在Glu-A1和Glu-B1 2个位点共有22种可确定的亚基变异类型。其中,A位点上的亚基12、*和B位点上的亚基7+8、13+16与17+18为优质亚基(出现频率分别为7.69%、8.97%和5.13%)。同时,出现了在普通小麦中不表达的1Ay亚基和许多普通小麦所稀有或缺乏的特异亚基类型,如1*7、*+8*7、*+9、7+8*、7+9*、17+18等,而且在12份材料中出现了7种未命名的新亚基类型。     

波斯小麦高分子量谷蛋白亚基组成分析

利用SDS-PAGE技术对来源于16个国家(地区)93份波斯小麦材料的高分子量谷蛋白亚基进行了检测。结果表明,在Glu-A1和Glu-B1两个位点共发现8种亚基类型,6种亚基组合。其中,在Glu-A1位点上null亚基频率高达96.77%,仅3份材料含有2*亚基。通过提取种子总蛋白和选择性提取高分子量谷蛋白两种方法在所有材料中均检测到一条介于普通小麦对照By8和Dy10亚基之间的条带,推测为表达的Ay亚基。在Glu-B1位点上7 8亚基频率高达95.70%,同时筛选出具有优质亚基17 18和14 15的材料各1份,为小麦品质育种提供了基础材料。     

基于SDS-PAGE与荧光标记检测技术的黄淮麦区小麦品种(系)HMW-GS组成分析

利用SDS-PAGE和荧光标记检测技术同时对91份黄淮麦区小麦品种(系)的高分子质量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)组成进行分析,以期为黄淮麦区小麦品质改良提供理论依据。SDS-PAGE检测结果表明,在Glu-1位点共出现14种亚基类型和28种亚基组合。Glu-A1位点有3种亚基类型,分别是1 (59.34%)、Null (37.36%)、2~*(3.30%);Glu-B1位点有5种亚基类型,分别是7+8(52.75%)、7+9(25.27%)、7(12.09%)、13+16(7.69%)、14+15(2.20%); Glu-D1位点有6种亚基类型,2+12(46.15%)、3+12(13.19%)、4+12(8.79%)、5+10(29.67%)、10(1.10%)和12(1.10%)。主要亚基组合类型为1/7+8/5+10(14.29%)、1/7+8/2+12(12.09%)、Null/7+8/2+12(12.09%)。荧光标记检测结果表明,供试材料中含有Ax2~*、Dx2、Dx5、Dy10、Dy12的材料分别为3、42、27、28、63份,与SDS-PAGE检测结果相吻合。供试材料品质评分介于5.5～11.0分,平均评分为7.78分,亚基组合Null/13+16/5+10和1/13+16/2+12评分较高,均在10.0分及以上。聚类分析结果表明,供试材料可分为4类,其中第Ⅲ类集中了大部分强筋小麦材料。     

部分小麦品种(系)遗传多样性分析及Dx5类似亚基鉴定

使用SDS-PAGE方法结合分子标记技术,分析了59个有代表性的河南省小麦主栽品种(系)及部分稳定遗传的诱变后代材料的HMW-GS组成及其等位变异。参试材料中共有12种HMW-GS亚基类型,Glu-A1位点上有3种,其中1亚基为主要类型(占57.63%);Glu-B1位点上共有4种类型,以7+9为主要亚基类型(占67.80%);Glu-D1位点上有5种亚基组合,其中2+12为主要类型(占52.54%)。59份小麦材料的亚基组合类型共有19种,其中组合为Null、2+12、7+9的样品11份(占18.64%),比例最高;在参试材料中,仅有4个材料检测出优质亚基组合类型(1,7+8,5+10);此外,从SDS-PAGE电泳图谱上发现有16个材料含有与1Dx5非常近似的亚基(以1Dx5*表示),使用引物Dx*对上述材料进行扩增,均可获得约476 bp的电泳条带,其序列信息与HMW-Dtx2基因、HMWDtx5基因相同,与1Dx5'基因编码区相同,与1Dx5基因99%相似。     

东方小麦高分子量谷蛋白亚基组成分析

采用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)方法,对87份东方小麦(TriticumturanicumJakubz.)的高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)组成检测表明,Glu-A1和Glu-B1分别具有2种和5种不同的亚基类型。在Glu-B1位点上,东方小麦具有其明显的特点,13+16亚基出现频率最高,达60.92%,而这种亚基在普通小麦中属稀有亚基。在Glu-A1位点上,东方小麦与普通小麦、密穗小麦和硬粒小麦相似,null为主要亚基类型。筛选出具有2或7+8优质亚基的材料各9份,其中来自埃塞俄比亚的1份材料CItr14598具有(2,7+8)优质亚基组合,确属品质育种中难得的优异基因资源,可供普通小麦优质育种利用。     

重庆小麦品种(系)的高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)组成分析

为了解重庆小麦的品质遗传基础,采用SDS-PAGE技术对重庆小麦推广品种和主要育种亲本共35份材料的HMw-GS组成和变异进行了分析.结果表明:参试材料Glu-1位点具有较为丰富的遗传变异,并检测到14种亚基类型和19种亚基组合类型.Glu-A1位点检测到2种亚基(1,null),其中null占82.86%;Glu-B1位点检测到9种亚基(7+8,7+9,7,22,6+8,14+15,17+18,20,8),其中以7+8,7+9出现的频率最高;Glu-D1位点检测到3种亚基(2+12,5+10,4+12),其中5+10占57.14%;参试材料中检测到与烘烤品质相关的优质亚基.参试材料的品质评分在4～10分之间,平均分为6.49分.在重庆市的7个小麦推广品种中,检测到6种亚基组合类型,品质评分平均为6.86分.     

小麦属G组染色体编码的高分子量谷蛋白亚基多态性

用SDS－PAGE和PCR扩增方法对提莫菲维小麦和阿拉拉特小麦G组染色体编码的高分子量谷蛋白亚基（HMW－GS）的多态性进行了研究。无论从蛋白质水平还是从DNA水平来看，G组染色体编码的HMW－GS都存在遗传多样性，15个供试材料表现出8种表型，并与普通小麦和硬粒小麦的HMW－GS不同，为了研究G组染色体编码的HMW－GS与小麦品质的关系；利用普通小麦的Glu-1Y位点中部重复结构区的保守序列设计的2个特异性引物对G组染色体进行PCR扩增可以鉴别Glu-1G位点的等位基因变异，且与SDS－PAGE的结果一致。     

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。     

波兰小麦(Triticum polonicum L.)高分子麦谷蛋白亚基多样性分析

利用SDS-PAGE电泳技术鉴定和分析了72份不同来源的波兰小麦高分子量谷蛋白亚基组成。结果表明,供试波兰小麦材料中有10种亚基组合方式。其中,亚基组合类型(N,20)出现的频率最高,高达41·67%;其次是(Null,7)亚基组合。在各位点的等位变异中,Glu-A1位点出现3种等位变异,以Null出现的频率最高(84·7%);而在Glu-B1位点上检测到了5种等位变异。不同地理来源的波兰小麦高分子量谷蛋白亚基组合类型从1到10种不等,尤其是来源于欧洲地区的波兰小麦,具有检测到的所有亚基组合类型,存在较高多样性。     

西藏普通小麦高分子量谷蛋白亚基多态性分析

采用十二烷基磺酸钠一聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS—PAGE)法，对229份西藏普通小麦高分子量谷蛋白亚基组成进行了鉴定和分析。研究表明，229份西藏普通小麦共检测到19种亚基组合类型，其中以null，7 8，2 12组合类型居多。在各位点的等位变异中，Glu—B1位点出现的等位变异最多，共9种；Glu—D1和Glu—A1位点均出现4种等位变异。Glu—A1和Glu—B1位点分别检测到一个的新亚基，暂定名为5#和6#。品质评分表明，西藏普通小麦的品质评分为4～10分，多数品质评分在6分及6分以下，同时筛选到2份(As1531 and As1772)评分达10分的材料。     

粗山羊草高分子量麦谷蛋白新型亚基的筛选和鉴定

利用SDS -PAGE和Western Blotting分析与鉴定技术 ,从 5 1份粗山羊草中共发现了 2种新型亚基Tx >2和Ty <12 ,被命名为Dx2 1t 和Dy13t;7种亚基组合类型 2 +12、5 +10、2 +10、5 +12、2 1t+10、2 1t+12和 2 +13t,这7种亚基组合的频率分别是 2 7 5 %、2 5 5 %、31 4%、3 9%、2 0 %、2 0 %和 7 8%。已将新型亚基Dx2 1t 和Dy13t的编码基因进行了分子克隆     

甘肃旱地春小麦及部分重要骨干亲本麦谷蛋白亚基组成分析

为明确甘肃主栽旱地春小麦品种资源的优质麦谷蛋白亚基组成及分布情况,选取高分子质量麦谷蛋白亚基Ax1/2*、Dx5、Bx7、By8、Bx14和低分子质量麦谷蛋白亚基Glu-A3d、Glu-B3b,采用STS分子标记的方法,对82份甘肃近年来育成的旱地春小麦品种(系)及部分重要骨干亲本进行检测。结果表明,82份供试材料中优质HMW-GS以Ax1/2*、5+10和7+8为主,分布频率分别为57.3%、31.7%和72.0%,14+15的频率为4.9%,在2份材料中检测到稀有亚基By8,频率为2.4%。LMW-GS中Glu-A3d、Glu-B3b频率分别为80.5%和42.7%。Glu-1 3个位点具优质亚基的小麦品种(系)共11个,Glu-3 2个位点具优质亚基的小麦品种(系)共31份。8份材料在5个位点都具有优质亚基。研究结果为改良甘肃旱地春小麦面筋质量、准确筛选优质种质资源和加快育种进程提供了重要依据。