小麦F4籽粒中Glu-1基因的遗传多态性

采用10％SDS—PAGE方法分析JY97—1／blosky和JY97—2／blosky各10个株系100个单株500粒F4籽粒的高分子量麦谷蛋白亚基(HMW—GS)组成，结果表明：1．Glu—D1位点的5 10，5 12的遗传在JY97—1／blosky后代中符合一对相对基因的分离。2．JY97—2／blosky后代HMW—GS组成类型变异极其丰富。在G1u—A1，G1u—B1和G1u—D1三个位点上分别检测到2，9和6种不同的亚基类型，在Glu—A1位点上1亚基和null的频率分别为52．85％和47．15％；Glu—B1位点上的变异最丰富，出现20；7 8 9；6 8等七种新的等位基因类型；Glu—D1位点存在2 5 10；2 12，5 10；5 12等四种新的等位基因类型。最优亚基组合1，7 8，5 10的比例为11．84％。3．两个组合中Glu—B1b或及Glu—B1c的不完全表达率分别为2．07％和1．9％。     

小麦×玉米杂交双单倍体后代的HMW-GS组成和易位分析

为了提高优质小麦的育种效率,在早代明确高分子量谷蛋白亚基和醇溶蛋白的组成,增加育种的针对性,以1个小麦杂交组合的296个DH株系群体为试材,采用半粒SDS-PAGE法检测麦谷蛋白,且用A-PAGE检测了醇溶蛋白。结果表明:母本衡09-6324的HMW-GS构成为null、7+9、2+12,是有Sec-1特征带的1BL/1RS易位系品种,父本师栾02-1亚基组成1、7+9、5+10,是非1BL/1RS易位系品种。296个DH株系共鉴定出6种不同的HMW-GS类型,均为父母本表达亚基类型的再分配,无变异类型。与面包加工品质呈正相关的5+10亚基出现频率为35.13%。DH株系材料中1BL/1RS易位系类型的占54.05%,1、5+10优质亚基同时出现,且没有Sec-1表达的占15.20%,这些株系可作为新的面包小麦种质资源使用。采用半粒SDS-PAGE和A-PAGE法对育种早代的优异单株进行有效鉴定和选择,可以提高优质小麦育种效率。     

小麦远缘杂交后代节燕98-2分离类型贮藏蛋白的研究

采用A-PAGE和SDS-PAGE聚丙烯酰胺凝胶电泳方法,对远缘组合分离出来的节燕98-2类型入选11个遗传性基本稳定的具有高产、多抗的小麦株系的醇溶蛋白和高分子量谷蛋白亚基进行了分析.结果表明,在A-PAGE电泳分析中,11个供试株系具有11种不同的醇溶蛋白带型.在SDS-FAGE电泳分析中,出现了7种不同的高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)及6种亚基组合类型,优质亚基及亚基组合所占的比例较少,品质评分偏低,其变幅为5～8分,平均为6.36分.但在所分析的材料中,出现了一个少见的特殊亚基:2 10 12.并研究了这些HMW-GS和组合频率及特点.11个株系中7个具有45 10优质亚基和2个具有2*亚基,它们可供小麦优质育种利用.研究表明,通过远缘杂交能够选育出具有高产、抗病和优质的小麦新材料.     

转双价广谱抗病基因创造甘蓝型油菜抗菌核病新品种的研究

菌核病严重威胁着我国长江中下游地区甘蓝型油菜的生产，几乎每年都会导致甘蓝型油菜的大面积减产。来自于烟草的葡聚糖酶(Glucanase)基因，其编码产物能降解真菌的细胞壁结构成分一葡聚糖。来自于烟草的植物蛋白AP24则属于细胞程序性死亡(PCD)的诱导蛋白，对多种真菌具明显抑制作用。前期已成功地将这两个广谱抗病基因导入甘蓝型油菜，并且通过表型鉴定，在T0和T1代检测到了核盘菌抗性。本实验对转基因T2代和T3代甘蓝型油菜进行分子鉴定和田间抗病性鉴定。经过PCR分子鉴定，从14个转基因T3代甘蓝型油菜株系中筛选到4个外源基因已经纯合的株系。对株系GA02—2的RT—PCR鉴定则进一步证明外源广谱抗病基因在RNA水平上的大量表达。田间抗性鉴定主要利用苗期离体叶接种和成株期茎杆插签接种这两种方法。结果表明，T2代转基因株系中有5个株系表现为抗病基因初步纯合，5个株系表现为隐性纯合，12个株系处于分离当中，其中株系GA02—2的抗病性鉴定结果与RT—PCR鉴定的结果吻合。18个T3代转基因甘蓝型油菜株系中有7个株系表现为抗性纯合，3个株系剖现为隐性纯合，其余8个株系基本上仍在分离中，其中株系GA02—2—1的抗病性鉴定结果与前面的分子鉴定以及上代的抗病性鉴定完全吻合。综合分子鉴定和抗病性鉴定结果，筛选出抗病效果良好的转基因纯合株系应用于抗病育种。     

不同来源小麦种质高分子质量谷蛋白亚基多样性及其与加工品质的关系

为了明确小麦高分子质量谷蛋白亚基(HMW-GS)与加工品质的关系,以来源于国内外不同种植区的148个小麦种质为材料,研究小麦HMW-GS的多样性及其与小麦粉和馒头加工品质的关系。结果表明,参试材料在Glu-A1、Glu-B1、Glu-D1 3个位点分别检测到3,7,7种不同的亚基类型,1、7+9、 2+12亚基在各自位点上出现的频率均最高,分别为56.8%,47.3%,45.9%;亚基组合类型共有35种,其中,(1/7+9/2+12)、(1/7+8/5+10)、(N/7+9/2+12)、(1/7+9/5+10)组合出现频率较高;不同来源小麦种质的HMW-GS组成存在一定差异,国外引进种质和黄淮冬麦区种质的亚基类型较丰富,且优质亚基出现的频率较高; 1、2~*、7+8、17+18、5+10亚基对面筋强度具有明显的正向效应,2~*、17+18、2+10亚基对馒头的硬度和咀嚼性具有重要影响,携带(1/14+15/2+12)、(1/7+9/5+10)、(N/7+8/2+12)亚基组合种质馒头的加工品质较好。     

新疆小麦高分子量麦谷蛋白亚基表达量及其与品质性状相关性研究

为科学确定优质品种的最适生态区域提供依据,选取3种筋型的7份新疆主栽小麦品种种植于具有代表性的5个生态地点,对其高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)构成、表达量以及主要品质性状进行分析。结果表明,参试材料共出现10种亚基类型,6种亚基组合;HMW-GS表达量在品种间差异显著或极显著,在不同生态地点表现不尽相同;从亚基类型来看,2*亚基表达量变异幅度最大,12亚基表达量变异幅度最小;就生态点而言,奇台点的HMW-GS表达量变异最大,塔城点较为稳定;形成时间、稳定时间和评价值受生态地点的影响产生较大的变异,容重和吸水率变化不明显;2*、5、8和9亚基的表达量和主要品质性状相关程度相对较高,1、2、7、10、12相关不明显。新疆生态类型复杂多样,小麦麦谷蛋白亚基表达量分布范围较宽,不同品质类型小麦应根据亚基表达量的高低进行合理种植,更大程度的发挥其品质潜力。     

猪传染性胃肠炎病毒纤突糖蛋白在转基因玉米中的表达

本研究拟构建携带猪传染性胃肠炎病毒纤突糖蛋白基因(TGEV-S)的转基因玉米植株并检测其表达情况。首先利用PCR方法自携带TGEV-S基因的重组质粒中扩增2.2kb的S基因片段,然后插入植物表达载体pBAC176中,该表达载体以编码除草剂草甘膦抗性的EPSP基因作为选择标记,目的基因以双增强子的CaMV35S(E35S)及其玉米Hsp70第一内含子为驱动。以授粉后10～12d约0.5～1mm大小的玉米幼胚为受体,用基因枪进行转化,经过愈伤组织诱导、草甘膦抗性筛选和分化再生培养,先后获得74株转化再生植株。利用PCR和Southern blot检测表明,T0代转基因苗有9株检测结果为阳性。T1代转基因玉米株系经PCR检测有14个转基因株系为阳性,初步确定了目的基因在这些转基因玉米中的稳定整合。进而通过间接ELISA分析初步确定目的基因在7个T1代转基因玉米株系获得了表达。研究结果为进一步研究表达TGEV-S转基因玉米的生物学活性奠定了基础。     

北部旱地冬麦区部分冬小麦胚乳贮藏蛋白HMW-GS的遗传变异分析

采用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)生化标记,对北部旱地冬麦区的74份普通小麦品种(系)进行高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)组成进行了分析,并按照Payne等的评分方法计算其Glu-1位点的品质得分.结果表明:74个品种(系)中存在7种亚基变异类型和9种亚基组合类型.在7种亚基中,Glu-A 1位上null的出现频率最高(87.84％);Gly-B1位上主要为7+8亚基(70.27％);Glu-D1位染色体上主要以2+12亚基存在(82.43％).在9种亚基组合类型中以null、7+8、2+12出现频率最高,占供试材料的55.41％;其次为null、7+9、2+12的亚基组合,5+10亚基则多出现在上世纪70～80年的一些育成品种中.以外,陇东地区冬小麦品种(系)的品质评分为4～10分,平均得分较低,为6.16分.     

粘果山羊草在小麦育种中的初步应用

为了将粘果山羊草的优异农艺性状转移到小麦背景中,本研究用(粘果山羊草/中国春)杂交F1代与普通小麦亲本复交并自交,共获得了42个F4代单株及其衍生的42个F5代株系,并从主要农艺性状、细胞学和高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)等方面对这一批材料进行了研究。研究发现:(1)F5代株系在形态上与普通小麦十分相似,部分株系的分蘖数和条锈病抗性有显著提高,部分株系的千粒重表现出超亲现象;(2)12个F4代植株的细胞学鉴定发现,7个单株的染色体数目与普通小麦不一致,其中1个单株还可能存在不稳定结构变异。这表明部分参试单株存在细胞学不稳定性现象,需要进一步自交纯合和鉴定;(3)聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)检测发现除1株变异株J7-4外,其余材料的HMW-GS组成均和普通小麦亲本一致。本研究为小麦育种提供了一批优异的育种材料。     

以EMS诱变创制软质小麦宁麦9号高分子量谷蛋白亚基突变体

本研究旨在创制遗传背景一致的不同高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)缺失系, 为小麦品质研究和育种提供材料。将软质小麦品种宁麦9号, 用0.4% EMS溶液处理10 000粒种子, 获得3781个M1代单株, 采用“半粒法”对每个株系进行SDS-PAGE鉴定, 从中筛选出299个(7.91%) HMW-GS突变株, 包括HMW-GS缺失和分子量突变两种类型。其中, HMW-GS缺失突变176株, 突变频率为4.65%, 缺失亚基涉及Ax1、Bx7、By8、Dx2和Dy12, 突变频率为0.24%~3.28%; 分子量突变130株, 突变频率为3.44%。将突变体的具胚端种子于温室中繁殖获得M2代, 再次鉴定各株系的HMW-GS, 并经M3代验证, 最终获得Ax1、Dx2、Bx7、By8和Dy12缺失突变体, 及Ax1+By8双缺失突变体。用高效液相色谱(HPLC)分析这些突变体的谷蛋白大聚体(GMP)和谷蛋白/醇溶蛋白(GLU/GLI)比值, 发现不同缺失突变体的GMP含量都有不同程度的降低, 尤以Bx7亚基缺失突变体中GMP含量降幅最大, 高达42%。另外, 不同缺失突变体的谷蛋白总量和GLU/GLI比值也低于对照, Ax1+By8双缺失突变体的GLU/GLI比值最小。     

部分引进优质小麦高分子量谷蛋白亚基的组成研究

通过SDS－PAGE聚丙烯酰胺凝胶电泳技术分析了从国内外引进的23个优质小麦材料的高分子量谷蛋白亚基组成。研究表明，大多数品系（种）都具有优质亚基：5＋10，其中还有1个品系具有5＋12优质新亚基。在所分析的材料中，还出现了一些少见的特殊亚基：6＋7＋8、6＊＋8、4＋5＋12、2＋12＋5＋10。本文对利用引进优质小麦材料改良我省小麦品质的策略进行了分析和讨论。     

小麦重组自交系群体HMW-GS的检测与分析

利用重组自交系群体--RILL-8群体的131个系为材料,检测和分析了其高分子量麦谷蛋白亚基及亚基组合.结果表明,RIL-8群体Glu-A1、Glu-B1、Glu-D1位点编码的亚基分别为1、N,7 9、7 8和5 10、2 12,主要存在7种亚基组合类型.不同亚基及亚基组合类型在相同位点上仅存在1对等位基因差异,可以用其进行相同位点不同亚基及亚基组合对品质性状效应值的估算.     

粘果山羊草在小麦改良中的初步应用

为了将粘果山羊草的优异农艺性状转移到小麦背景中,本研究用(粘果山羊草/中国春)杂交F1代与普通小麦亲本复交并自交,共获得了42个F4代单株及其衍生的42个F5代株系,并从主要农艺性状、细胞学和高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)等方面对这一批材料进行了研究。研究发现：1、上述F5代株系在形态上与普通小麦十分相似,部分株系的分蘖数和条锈病抗性有显著提高, 部分株系的千粒重表现出超亲现象,具有一定的育种利用价值;2、12个F4代植株的细胞学鉴定发现：7个单株的染色体数目与普通小麦不一致,其中1个单株还可能存在不稳定结构变异。这表明部分参试单株存在细胞学不稳定性现象,需要进一步自交纯合和鉴定;3、聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)检测发现除1株变异株J7-4外,其余材料的HMW-GS组成均和普通小麦亲本一致,变异株的变异机理和它对品质的影响还有待进一步深入研究。本研究为小麦育种提供了一批优异的育种材料。     

Allelic variation and composition of HMW-GS in advanced lines derived from d-genome synthetic hexaploid / bread wheat (<Emphasis Type="Italic">Triticum aestivum</Emphasis> L.)

The objective of this study was to identify allelic variations at Glu-1 loci of wheat (Triticum aestivum L.) advanced lines derived from hybridization of bread wheat and synthetic hexaploid wheats (2n = 6x = 42; AABBDD). Locally adapted wheat genotypes were crossed with synthetic hexaploid wheats. From the 134 different cross combinations made, 202 F₈ advanced lines were selected and their HMW-GS composition was studied using SDS-PAGE. In total, 24 allelic variants and 68 HMW-GS combinations were observed at Glu-A1, Glu-B1, and Glu-D1 loci. In bread wheat, the Glu-D1 locus is usually characterized by subunits 1Dx2+1Dy12 and 1Dx5+1Dy10 with the latter having a stronger effect on bread-making quality. The subunit 1Dx5+1Dy10 was predominantly observed in these advanced lines. The inferior subunit 1Dx2+1Dy12, predominant in adapted wheat germplasm showed a comparative low frequency in the derived advanced breeding lines. Its successful replacement is due to the other better allelic variants at the Glu-D1 locus inherited in these synthetic hexaploid wheats from Aegilops tauschii (2n = 2x = 14; DD).     

外源转入基因在小麦中的遗传规律及其对农艺性状的影响

利用农杆菌介导法将外源基因GUS和nptⅡ导入了3个小麦基因型新春9号、Bobwhite和PM97034，经对自交后代连续3代进行PCR、组织化学染色及ELISA检测和筛选，获得了纯合稳定转基因株系。以3个受体亲本为对照，随机区组、重复3次设计，对纯合稳定转基因株系进行了株高、穗长、穗粒数、穗粒重、千粒重、成熟期等农艺性状调查，研究外源转入基因对主要农艺性状的影响。结果表明，转基因株系除株高和生育期与对照有显著差异外，其他农艺性状差异均未达到显著水平。进一步以新春9号转基因株系与新春9号（CK）杂交，对F₁代和F₂代植株进行PCR、组织化学染色和ELISA检测，分析外源转入基因在小麦遗传背景中的遗传规律。结果表明，GUS基因和nptⅡ基因在F₁代中表现完全显性，在F₂代中呈现2.6︰1的分离比例，符合孟德尔遗传规律。     

Chromosomal location of fertility restoring genes for ‘wild abortive’ cytoplasmic male sterility using primary trisomics in rice

Summary Identification and location of fertility restoring genes facilitates their deployment in a hybrid breeding program involving cytoplasmic male sterility (CMS) system. The study aimed to locate fertility restorer genes of CMSWA system on specific chromosomes of rice using primary trisomics of IR36 (restorer), CMS (IR58025A) and maintainer (IR58025B) lines. Primary trisomic series (Triplo 1 to 12) was crossed as maternal parent with the maintainer line IR58025B. The selected trisomic and disomic F₁ plants were testcrossed as male parents with the CMS line IR58025A. Plants in testcross families derived from disomic F₁ plants (Group I crosses) were all diploid; however, in the testcross families derived from trisomic F₁ plants (Group II crosses), some trisomic plants were observed. Diploid plants in all testcross families were analyzed for pollen fertility using 1% IKI stain. All testeross families from Group I crosses segregated in the ratio of 2 fertile: 1 partially fertile+partially sterile: 1 sterile plants indicating that fertility restoration was controlled by two independent dominant genes: one of the genes was stronger than the other. Testcross families from Group II crosses segregated in 2 fertile: 1 partially fertile+ partially sterile: 1 sterile plants in crosses involving Triplo 1, 4, 5, 6, 8, 9, 11 and 12, but families involving triplo 7 and triplo 10 showed significantly higher X² values, indicating that the two fertility restorer genes were located on chromosome 7 and 10. Stronger restorer gene (Rf-WA-1) was located on chromosome 7 and weaker restorer gene (Rf-WA-2) was located on chromosome 10. These findings should facilitate tagging of these genes with molecular markers with the ultimate aim to practice marker-aided selection for fertility restoration ability.     

新疆小麦品种高分子量谷蛋白亚基及相关品质基因的分子标记检测

高分子量麦谷蛋白亚基、1B·1R易位系、多酚氧化酶(PPO)活性及黄色素含量等基因对小麦加工品质有重要影响,准确、快速鉴定这些基因对品质改良有重要意义.本研究对新疆当地及国内外引进的321份小麦品种进行SDS-PAGE分析,利用特异性分子标记对高分子量谷蛋白亚基中的Dx5、Bx7、By8、By9亚基、1B·1R易位系、PPO和黄色素含量基因进行鉴定.进一步验证分子标记检测的可靠性和准确性,为优质小麦分子标记辅助育种提供材料和方法.SDS-PAGE分析表明,供试材料有21种亚基类型,其中Glu-A1位点有3种类型,以null为主;Glu-B1位点有10种类型,Bx7+By8和Bx7+By9亚基占主导地位;Glu-DJ位点有8种类型,Dx2+Dy12和Dx5+Dy10占主导地位.分子标记检测表明,Dx5亚基的频率为38.3%,Bx7亚基的频率为85.7%,By8亚基的频率为38.9%,Bx9亚基的频率为42.7%;特异性PCR标记扩增与SDS-PAGE鉴定结果的吻合率分别为97.2%、98.4%、93.4%和97.2%.在新疆当地品种、其他国内品种和国外品种中,1B·1R易位系材料的频率分别为22.0%、31.5%和25.0%,Psy-A1b的频率分别为9.0%、10.8%和5.4%,Ppo-A1b的频率分别为38.0%、43.8%和45.7%,Ppo-Dla的频率分别为48.0%、66.9%和40.2%.同时含Ppo-A1b和Ppo-D1a的材料有74份,占23.0%.本试验中采用的基因特异性标记重复性好、准确率高,可有效用于小麦品质分子标记辅助选择.     

利用特异PCR引物进行分子标记辅助选择的研究

利用与抗白粉病基因相连锁的RAPD分子标记和控制1 Dy 10基因序列的特异PCR引物对贵农775的杂交组合后代进行了分子标记辅助选择.在50株F2植株中,初步筛选到具有抗白粉病基因标记和5 10亚基特异标记的9株;有抗白粉病基因标记和2 12亚基特异标记的24株;有抗白粉病基因标记,同时具有5 10亚基和2 12亚基特异标记的5株.本研究说明分子标记是检测抗病基因和辅助选择育种的有效手段.