我国部分小麦地方品种Waxy基因多样性研究

利用2对STS引物、1对SSR引物和1对基因特异引物分析了1 739份中国小麦地方品种Waxy基因的变异情况。检测出Wx-A1基因缺失突变材料3份，Wx-B1基因缺失突变材料25份，Wx-D1基因缺失突变材料3份。利用SDS-PAGE方法对以上Waxy基因突变材料在蛋白质水平上进行鉴定，验证了Waxy分子标记在种质资源研究中的有效性。向育种家推荐一批具有不同Waxy基因缺失的地方种质，并提供了全部品种的缺失类型。     

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。     

不同香味等位基因粳稻的分子和香味特性研究

利用水稻甜菜碱醛脱氢酶Badh2基因的两个外显子缺失标记引物从60份优质常规粳稻中筛选到11份香稻材料,对其分子基础和香味特性进行分析。追踪香稻系谱,发现外显子7缺失的材料其香味可能与籼稻种质有关。进一步利用第8染色体上37对SSR引物分析11份材料遗传基础,结果有20对呈现多态且检测到64个等位基因变异,平均等位基因数目为3.2个。聚类分析发现苏香粳1号和苏香粳2号归为一类且与其他材料遗传距离较远;对两品种感官评价发现幼苗植株和米饭香味特性均表现突出。利用半定量RT-PCR检测幼苗植株香味基因的表达量,发现不同品种幼苗地上部表达各异,且根部有香味基因不同程度的表达。研究结果为了解粳稻品种的香味特性和香稻育种提供了一定依据。     

水稻脂肪氧化酶突变体功能标记开发与应用

稻谷在长期贮藏过程中会产生严重的陈化，主要原因是稻谷本身脂质的降解。在成熟的种胚中存在3种LOX同工酶，其总活性的80%～90%为LOX-3，该酶的缺失可以延缓稻谷的陈化变质。其活性缺失体(Daw Dam)可以降低贮藏期间稻谷不饱和脂肪酸的过氧化水平，减少包括己醛、戊醛和戊醇等令人不快的陈化气味的累积，遗传分析的研究则证实LOX-3的缺失由单隐性基因控制。通过测序确认水稻突变型(MT)lox3基因与野生型(WT) lox3基因相比，基因编码的mRNA再编码区第1 497个核苷酸发生了G到A的置换突变，导致了翻译提前终止。利用该分子标记对部分水稻重要种质资源的lox3基因型进行了鉴定，并选育了三份LOX3缺失的水稻新品系。本研究设计出一种引物组合，其中外引物lox3-o-F、lox3-o-R分别位于突变位点的两侧，内引物lox3-i-F、lox3-i-R在突变位点上。利用该引物组合对水稻品种的基因组DNA进行PCR扩增，通过扩增产物带型即可区分lox3基因是野生型(WT)、突变缺失型和杂合型。该基因标记位于lox3编码区内部，与其他标记方法相比检测更准确，四引物的设计通过一次普通PCR即...     

小麦(T. aestivum)Waxy-D1 基因缺失材料的发现及分析

利用SDS-PAGE技术, 从河北省及其它省引进小麦地方品种900份中, 鉴定出了普通小麦Waxy-D1基因缺失材料一份, Waxy-B1基因缺失材料6份。 这些材料的发现, 为我国开展品质育种研究打下了基础, 尤其是Waxy-D1隐性材料尤为稀少, 是至今为止世界上发现的第二份含有该隐性基因的地方品种。 在小麦淀粉遗传控制研究和品质育种     

广西地方稻种资源核心种质红色种皮全基因组关联分析及鉴定两个新的Rc等位基因

稻米种皮颜色可以分为白、红、黑等。在红色稻米种皮中富含原花青素,其具有抗氧化活性,有利于人体健康。本研究以419份广西地方稻种资源核心种质为实验材料,利用全基因组关联分析验证了控制水稻红色种皮的基因Rc。利用In Del标记HM1对97份红色种皮材料的DNA进行PCR,发现C323和C139属于第7外显子有14 bp缺失的红色种皮品种。然后,我们利用Sanger测序技术对这两个自然突变品种的Rc基因进行外显子测序,分析结果表明Rc ~(C139)和Rc ~(C323)属于2种不同的Rc等位基因类型。     

人工合成六倍体小麦后代衍生群体Waxy蛋白亚基的分子标记

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和Syn780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份优良高代系为材料,采用SSR特异引物的PAGE凝胶电泳对其Waxy蛋白亚基缺失类型进行了研究。结果表明,在所检测的121份材料中,8份材料缺失Waxy-B1型蛋白亚基,占全部材料的6.6%;没有检测到其他类型的缺失体。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, Waxy-B1缺失体频率各不相同,说明Waxy蛋白亚基缺失类型在人工合成六倍体小麦后代衍生群体材料中的表现存在着随机性,与亲本的基因型状况关系极大。通过研究人工合成六倍体小麦与普通小麦杂交后代的Waxy蛋白亚基缺失类型,有助于提高分子标记育种效率。     

四川小麦品种淀粉特性、多酚氧化酶活性和黄色素含量相关基因的分子标记鉴定

优良面条小麦品种的重要品质特征包括较低的直链淀粉含量、低多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)活性和低黄色素含量。本研究利用3个Waxy蛋白、4个PPO活性和6个黄色素含量等位基因的分子标记,对2000-2012年期间四川省审定的105份小麦品种进行基因检测。结果表明:针对淀粉特性,含Wx-B1b基因(Wx-B1缺失)的品种有34份(32.4%),未检测到含Wx-A1b(Wx-A1缺失)和Wx-D1b(Wx-D1缺失)的品种;针对PPO活性,在Ppo-A1位点含Ppo-A1b(低PPO活性)的品种有55份(52.4%),在Ppo-D1位点含Ppo-D1a(低PPO活性)的品种有78份(74.3%);针对黄色素含量,在Psy-A1位点含Psy-A1b(低黄色素含量)的品种有56份(53.3%),未检测到含Psy-A1c的品种,在Psy-B1位点含Psy-B1b(低黄色素含量)的品种有59份(56.2%),未检测到含Psy-B1e的品种。105份品种中兼有Waxy蛋白亚基缺失(Wx-B1b)、低PPO活性(Ppo-A1b和Ppo-D1a)和低黄色素含量等位基因(Psy-A1b和Psy-B1b)的品种有10份,频率为9.5%。利用这些优质基因较全面的品种作为亲本材料,在品质育种中逐步导入上述优质基因,是综合提高四川小麦面条质量的有效途径。     

中国糯玉米wx基因种质资源遗传多样性

Waxy(Wx)基因是众多作物导致糯性突变的关键基因,在玉米作物群体内深入研究Wx基因对中国糯玉米品质育种和种质创新具有重要意义。本研究利用325份(309份来自中国,11份来自泰国和5份来自韩国)糯玉米种质材料做了wx基因突变类型的调查和表观直链淀粉含量(AAC)测定。结果表明, 中国糯玉米的wx基因的遗传多样性很低,主要存在wx-D7和wx-D10两种突变类型,占96.9%;中国北方及韩国的糯玉米wx基因突变类型都是wx-D7类型,南方及泰国糯玉米wx基因突变类型都是wx-D10类型;糯玉米地方品种的wx基因型以wx-D10为主,占78.9%,而商业杂交种和自交系的wx基因型以wx-D7为主,分别占88.7%和86.6%。分析表明,中国糯玉米商业杂交种和自交系的AAC均值较低(小于2.2%)且无显著差异,但地方品种的AAC均值较高;wx-D7基因型糯玉米的AAC均值低且变化幅度较小,而wx-D10基因型糯玉米的AAC均值最高且变化幅度较大。本文还讨论了中国糯玉米主要wx基因型的地理分布、起源以及其他的wx基因突变类型。     

法国小麦种质VPM抗性系统的分子标记检测

为了从引进的法国小麦种质中筛选出含有Lr37-Yr17-Sr38基因簇和Pch1基因的种质材料,本研究利用标记引物VENTRIUP-LN2和标记引物XustSSR2001-7DL分别对118份法国小麦种质进行了分子检测,从中筛选出了8份含有Lr37-Yr17-Sr38基因簇的种质和5份含有Pch1基因的种质材料,其中NSA98-1417这一材料同时含有Lr37-Yr17-Sr38基因簇和Pch1基因。这些材料的检出为实现VPM抗性系统向国内小麦种质的转入奠定了材料基础。     

小麦糯性突变体的筛选

利用SDS－PAGE技术，从河北省小麦地方品种及国内外小麦育成种1270份中，发现Wx-B1突变体63份，Wx-D1突变体4份，Wx－E2份。红蘖麦和白芒白等品种的发现，丰富了品质育种的亲本；长穗偃麦草的蜡质基因与小麦蜡质基因不同，可以进行更深入的分子水平研究。研究表明，地方品种和育成种具有相似的突变规律；国外优良品质材料含有较高的Wx-B1突变频率；国内以源自北京、山西、陕西、云南的材料突变频率最高；河北、河南、山东、江苏等省份突变频率居中；而四川、天津、黑龙江和安徽等省份的样本量太小，突变频率也最低。该频率分布规律为信后育成种筛选的重点提供了帮助。     

西南糯玉米地方品种waxy基因序列多态性分析

为了解我国西南地区糯玉米和硬粒玉米waxy基因核苷酸多态性, 对23份中国西南玉米地方品种(16份糯玉米和7份硬粒玉米)、2份美洲糯玉米种质的waxy基因第9外显子至第14外显子之间核苷酸序列进行测定, 将所得序列与GenBank中的16份同源序列(来自小颖大刍草、繁茂大刍草和美洲地方栽培品种)进行序列比对。结果表明, 西南糯玉米、西南硬粒玉米和小颖大刍草分别具有14、19和40个多态性位点, 西南糯玉米waxy位点核苷酸多态性为西南硬粒玉米的30%, 是小颖大刍草的14%, Tajima’D检验仅在糯玉米群体D值显著, HKA检验表明waxy位点未受选择作用; 序列比对发现12份西南糯玉米第10外显子同一位置缺失15个核苷酸, 该位点恰为糖基转移酶结构域的起始位置。可见我国糯玉米通过较为独特的突变机制而形成, 在进化过程中经历了驯化瓶颈, 奠基者效应使西南糯玉米waxy位点核苷酸多态性大大降低, 从近缘物种中引入等位变异是改良玉米淀粉质量和产量的关键。     

青稞Wx基因多态性与直链淀粉含量的关系

以150份青稞品种为材料, 采用碘–碘化钾染色法进行表型鉴定, 筛选出含糯性基因型的4份参试材料, 分别是品种IG107028、Puebla、互助双槽人和APM-HC1905。经双波长法测定, 150份参试材料的直链淀粉含量(AC)为12.4%~38.5%, 平均26.0%; 4份糯性参试材料的直链淀粉含量为12.4%~18.6%, 平均16.7%。以直链淀粉含量差别较大的51份材料为模板, 利用引物P4进行扩增, 结果P4引物在51份材料中均有扩增产物出现, 且随着参试材料直链淀粉含量的增大, 其扩增产物的分子量有逐渐增大的趋势, Wx基因位点表现出多态性, 二者呈正相关。根据带型将51份材料分成I型、II型、III型和IV型, 其扩增片段分子量分别为457、481、489和491 bp, 各类型品种的直链淀粉含量分别为12%~27%、29%~30%、31%~35%和36%~38%。P4可作为糯性青稞品种选育的辅助选择标记。     

双隐性甜糯玉米的主要农艺及品质性状

利用糯玉米(wxwx)分别与普甜玉米(su1su1)和超甜玉米(sh2sh2)杂交,在F1代的果穗上分离出纯合双隐性甜糯玉米(su1su1wxwx或sh2sh2wxwx),再同时种植双隐性甜糯玉米及亲本普甜玉米、超甜玉米和糯玉米,观测了一系列农艺性状,并分析了甜糯双隐性基因的互作效应.主要结果如下:(1)双隐性甜糯玉米的三叶期出现最迟,株高较高.(2)大部分     

A polymorphic microsatellite in the 3'end of 'waxy' genes of wheat, Triticum aestivum

Potential polymorphism of an (AT)_N microsatellite at the 3’end of waxy genes in bread wheat was examined. Primers were designed from a published cDNA sequence of a wheat waxy gene. Polymerase chain reaction (PCR) amplification of genomic DNA from 135 mainly Australian cultivars revealed eight alleles on chromosome 7A. This polymorphic microsatellite is a potential codominant marker for the Wx-A1 locus in breeding programmes. A distinguishable fragment was also amplified from chromosome 7D. This fragment was absent where a plant was null for the waxy gene on chromosome 7D, being a dominant marker for the Wx-D1 locus. The primers were also useful for amplifying genomic DNA from barley, rye and triticale and can be used to detect potential polymorphism in these species.     

小麦Wx基因近等基因系的创制及其对直链淀粉含量、面条感官品质的影响

为明确不同Wx基因对小麦直链淀粉含量的影响以及筛选面条品质优异的基因型,以糯小麦品系Caiwx (aabbdd)为3个Wx基因隐性突变供体亲本,以扬麦01-2 (AABBDD)为轮回亲本,利用连续回交结合花粉碘染、STS标记和同工酶标记检测方法,创制了8种Wx基因纯合基因型的近等基因系,其基因型分别为AABBDD、AABBdd、AAbbDD、AAbbdd、aaBBDD、aaBBdd、aabbDD和aabbdd。利用这些基因型探讨了不同Wx基因对直链淀粉含量及面条感官品质的影响。结果表明,各系的直链淀粉含量为0.9%~24.8%,系间差异显著;糯小麦型(aabbdd)直链淀粉含量最低,双缺失型和单缺失型其次,双缺失型中aaBBdd型含量最高,单缺失型中AAbbDD型含量最低,表明Wx-B1对直链淀粉的合成作用最大。糯小麦型面条的色泽、表观、软硬度、黏性、韧性得分以及总分显著低于其他类型及轮回亲本扬麦01-2;单缺失型面条的色泽、表观得分、总分显著高于轮回亲本扬麦01-2,其中aaBBDD型面条品质表现突出,与市售优质面条粉“雪花粉”制作的面条得分相当,而其他7种基因型及轮回亲本扬麦01-2的面条评分均显著低于雪花粉。说明可以通过遗传操作Wx基因培育优质面条小麦品种。     

利用单倍体育种技术快速培育糯性小麦新品系

该研究利用关东 10 7和白火麦为亲本做常规杂交 ,用玉米花粉对其杂种F1进行单倍体诱导 ,单倍体加倍后得到 50个DH系 ,对这些DH系进行SDS—PAGE电泳分析 ,有 6个株系是糯性小麦 ,其基因型为wx -aabbdd ;同时进行了这些DH株系种子的I2 -KI染色 ,上述 6株系种子胚乳染色均为棕红色。这 2种方法同时证明该 6个DH系为纯合糯性株系 ,说明SDS -PAGE电泳和I2 -KI染色方法鉴定糯性小麦是可靠的和准确的。该文还分析了 6个小麦株系在株高、单株穗数、千粒重及粒质地等性状上的异同。糯性小麦由于具有支链淀粉含量高、高峰粘度高和膨胀势高等特点 ,成为面条专用小麦 ;支链淀粉在轻工、医药等行业应用广泛。因此 ,糯性小麦的培育成功为小麦品质育种研究和支链淀粉的开发利用开辟了一条新途径