利用转基因技术改良小麦品质的研究进展

小麦作为世界丰要粮食来源,其转基因遗传改良受到广泛关注.随着生活水平的提高,人们对面食品各种品质的需求也越来越高,利用转基因技术对小麦进行品质改良成为近几年小麦研究的热点.小麦品质包括加工品质和营养品质,加工品质又包括磨粉品质和食品加工品质.目前的小麦品质改良中,磨粉品质的改良主要通过提高籽粒硬度(grain hardness)基因pin的含量;食品加工品质的改良主要通过提高小麦高分子量谷蛋白业基(high-molecular-weight glutenin subunit,HMW-GS),尤其是1ny10、1Dx5及1Ax1亚基的含量;小麦的营养品质改良主要是提高赖氨酸及铁结合蛋白的含量;面粉白度是衡量面粉品质的重要性状之一,利用转基因技术从遗传因素进行的面粉白度改良主要集中在对多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)的抑制上;淀粉品质是小麦品质的一个重要方面,淀粉品质改良的研究主要集中在对支链含量相关淀粉基因的研究上.本文就应用转基因技术对小麦品质在这五个方面的改良进行了概括介绍,并对其中存在的问题进行了探讨.     

中国小麦蛋白质品质性状分析及主要影响因子的研究进展

小麦是中国第三大粮食作物,是人类所需蛋白质的重要来源,其品质的优劣和产量的高低,直接影响着农业经济及食品行业的发展。研究和改良小麦蛋白质品质成为解决这一矛盾的关键。以国内外发表的论文为基础,分析了中国小麦蛋白质品质现状及存在的问题,从遗传模型、主要影响因素以及蛋白质性状与其他品质性状间的相关关系等的研究进展进行了综述。讨论了小麦蛋白质品质现状问题和优质小麦选育的方法建议,以期为优质小麦改良研究提供理论依据。     

普通小麦遗传图谱研究现状与展望

高密度的小麦遗传连锁图的构建,对分析小麦遗传变异、标记目标性状、数量性状定位和分子辅助选择遗传改良有重要意义.本文对小麦遗传图谱的构建及箕研究概况进行了综述.     

瓜类作物果实品质性状的分子基础研究进展

瓜类是人类膳食结构中不可或缺的重要组成部分,瓜类作物果实的品质性状和改良一直都是育种者关注的重点。本综述围绕近年来瓜类作物果实品质性状在遗传规律、分子标记、基因克隆以及表达等分子生物学上取得的研究结果,论述了瓜类作物果实品质性状在分子基础方面最新的研究进展,旨在为以后瓜类果实高品质育种提供参考和依据。     

小麦品质遗传

本文从小麦品质的基本概念、小麦品质性状、小麦品质性状的遗传等方面详细地论述了小麦品质遗传特点及其品质改良的主要方法，以期为小麦品质育种提供依据。     

山东省小麦籽粒品质性状的演变及相关分析

本文以山东省建国以来不同时期有代表性的小麦品种为试材，从籽粒的物理品质指标，面粉的品质指标，淀粉的糊化特性及面团的流变学特性等27个性状进行了研究和分析，探讨了主要性状的演变规律，分析了品质性状问的相关。对今后小麦品种品质性状的改良潜力、育种目标及改良策略等问题进行了讨论。     

中国小麦转基因研究的现状及前景

近年来,中国小麦转基因育种研究发展迅速,并成为常规育种的有效补充。分析了各类转基因方法在小麦遗传转化中的应用情况,综述了中国小麦转基因分子育种的发展及现状,主要包括小麦抗病虫、品质改良以及耐非生物逆境胁迫等方面的转基因研究,并分析了目前小麦转基因育种中存在的问题及发展策略。     

花生含油量研究进展

含油量是花生重要的品质性状之一,是育种工作者改良花生品质性状的主要目标。笔者简述了花生含油量的组成与比例,回顾了环境因素、营养元素和其它相关性状3个方面的外部因素对花生含油量的影响,总结了人们利用经典遗传学和分子数量遗传学的方法在花生含油量遗传方面的研究进展,并从采用切实可行性的农艺调控措施、协调好紧密相关性状之间的关系、利用现代育种手段辅助选择以及弄清含油量分子层面上的遗传机理等4个方面提出了改良花生含油量的方法。     

调控小麦重要农艺性状基因的染色体定位

为了研究调控小麦重要农艺性状基因的染色体分布,进一步解析控制小麦重要农艺性状基因的遗传基础,本研究以一套"中国春-人工合成小麦"染色体代换系为材料,在大田条件下,对不同株系小麦的株高、穗长和穗数等重要农艺性状进行调查。通过同一性状不同株系间的差异显著性分析,对调控株高、穗长和穗数的基因进行了染色体定位。研究结果表明:1 B、2 B、3 A、4 A、6 A、6 D和7 D染色体上可能携带有调控小麦株高的位点;1 B、1 D、2 B、2 D、5 A、6 A、6 D和7 D染色体上可能携带有调控小麦穗长的基因位点;3 A和6 D染色体上可能携带有调控小麦成穗数的位点。本研究有利于进一步理解调控小麦农艺性状的遗传基础,并对小麦分子育种实践具有一定的指导意义。     

作物品质性状的分子遗传改良

近年来,人们对蔬菜、水果和农作物的品质要求不断提高,而品质性状多为多基因或寡基因控制的数量性状或数量-质量性状,其表型易受到环境影响。一些品质基因常表现隐性且品质检测操作复杂,制约了品质育种的发展。随着分子标记技术的发展,寻找与优良品质性状紧密连锁的分子标记,并用以进行标记辅助选择育种,将大大提高品质性状选择效率和遗传改良速度,分子标记、分子标记辅助育种和转基因技术将为改善作物品质提供有效手段。总体来说,作物品质在分子水平上的研究尚处于起步阶段,但取得了一些令人鼓舞的成果,本文对小麦、水稻、黄瓜、番茄、西瓜等作物外观品质、营养品质和风味品质在分子水平上的研究进展进行了综述,并探讨转基因技术和分子标记辅助育种在改善作物品质性状方面的前景。     

小麦籽粒钙元素含量的研究进展

提高矿物质营养元素含量正在成为世界主要粮食作物的重要研究方向和育种目标。钙元素是人体必需的矿物质元素,在人类骨骼形成和新陈代谢中发挥着重要作用。全球约35亿人缺钙,缺钙已成为影响人类健康的国际性重大问题。主食是一种最优安全的矿物质元素补充途径。小麦是我国乃至全世界主要粮食作物,是全球35%~40%人口主要的食物来源,是摄入钙的主要来源,是矿物质元素生物强化的重要作物。通过遗传改良方法提高小麦籽粒钙元素含量被认为是解决缺钙最经济、有效、可持续的措施,目前已引起了国内外学者的高度关注。本文综述了近年来小麦籽粒钙元素含量的研究进展,主要包括籽粒钙含量的遗传差异、影响因素以及与相关性状关系、调控机理。此外,我们还提出了将来进行钙营养强化小麦研究的方向,此研究内容为加快通过主粮实现有效补钙、倡导健康营养的膳食模式、满足由“量”的需求向“质”的需求转变的粮食安全、改善国民健康状况以及减少因缺钙造成的经济损失提供了解决方案。     

小麦籽粒钙元素含量的研究进展

Increasing the mineral content is becoming the important research direction and major target for crops breeding in the world. Calcium is an essential mineral element for human health and plays a pivotal role in skeletogenesis and metabolism. It is estimated that about 3.5 billion people was suffered from calcium deficiencies. Calcium deficiency has become a major international problem harming human health. The staple food is an optimal and safe way to mineral supplement. Wheat, one of the main food crops in China and even in the world, is the main source of food for 35%-40% of global population, a main source for human’s calcium intake as well as an important crop of mineral element biofortification. Improving the calcium content in wheat grains through genetic improvement is considered to be the most economical, effective and sustainable measure to solve the calcium deficiency, which has aroused great concern from international scholars. This paper summarized the recent advances in the study of calcium content in wheat grains, mainly including the genetic variation, affecting factors, the relationship with related traits and regulation mechanism of calcium content in grain. Furthermore, we also put forward the direction of future research on calcium-fortified wheat, which provides solutions for accelerating the effective calcium supplementation through staple food, promoting the healthy and nutritious dietary pattern, ensuring the food security to meet the transition from “quantitative” to “qualitative” demands, improving people’s health, and reducing economic losses caused by calcium deficiency.     

小麦高分子量谷蛋白亚基缺失品质效应研究进展

高分子量谷蛋白亚基（high-molecular-weight glutenin subunits,HMW-GS）是小麦籽粒贮藏蛋白的重要组成成分,其数量和质量与品质密切相关。聚合优质HMW-GS可改良强筋小麦制品面包品质,相反HMW-GS缺失可能在弱筋小麦制品饼干、糕点或其他特色食品品质改良上具有重要应用价值。本文从小麦HMW-GS缺失的类型和机制、贮藏蛋白组分和蛋白体发育、面粉和面团品质效应以及食品加工品质改良等方面进行了综述,分析了当前小麦HMW-GS缺失研究利用中存在的问题,并对未来研究方向进行了展望。     

马铃薯重要性状QTL定位及3个抗病性状分子标记辅助选育

马铃薯是我国主要粮食作物之一,马铃薯分子育种研究具有重要意义。在二倍体马铃薯中,重要性状控制基因的QTL定位及克隆已经有大量报道。近年,随着同源四倍体分析软件的开发,四倍体马铃薯的遗传图谱构建和QTL定位也取得了突破性进展。分子标记是马铃薯育种的重要辅助手段,可快速准确筛选出多个优良性状。对马铃薯重要农艺性状的QTL定位和克隆,以及3个抗病性状分子标记辅助选育的研究进展进行概述,为加快马铃薯分子育种研究提供参考和实践依据。     

中国作物新基因发掘：现状、挑战与展望

中国作物新基因发掘是实现中国作物种质资源优势向基因资源优势转变和作物分子育种的基础。本文对中国近10年来水稻、小麦、玉米、大豆、棉花和油菜等主要作物基因发掘研究的进展进行了分析和评述。中国作物基因发掘也取得了一系列突破性进展：(1)创制出一批具有特色的基因发掘材料,包括基于中国作物遗传多样性的核心种质、基于优异资源的遗传分离群体和基于人工诱变的突变体等;(2)基因发掘技术和方法有所突破,尤其是在针对基因特点整合各种基因发掘技术、改进基因/QTL的生物统计算法等,提高了基因发掘的效率;(3)作物农艺性状的标记与基因定位已成为常规遗传研究方法,初步定位了一批抗病、抗逆、优质、养分高效、高产相关基因/QTL,其中,有500多个基因已精细定位;(4)以水稻为代表的作物基因克隆及功能研究在国际上受到瞩目,在主要作物中已克隆了300多个基因,其中,在目标作物中验证的基因数超过70个。在国际作物基因发掘高效化、规模化及实用化发展过程中,中国作物基因发掘也取得了重要进展。然而,中国作物基因发掘的数量和质量还远远不能满足作物分子育种的需求,与国际作物基因发掘也存在差距,具体表现为不同作物基因发掘研究进展不平衡、发掘基因的数量还相对有限、已发掘的基因中具有重大利用价值的基因不多。针对中国基因发掘面临的问题和世界各国以及跨国生物技术公司争夺基因的巨大挑战,作者提出了中国作物基因发掘应重点提高基因发掘效率,加强重要基因克隆及基因的价值评估,以生物产业发展需求为导向的基因发掘策略。     

小麦品质性状的分子改良

小麦是世界上最主要的粮食作物之一,世界各主产国对小麦品质性状开展了深入地研究。本文从影响小麦品质的主要方面,如小麦籽粒蛋白质数量和质量,小麦籽粒硬度,小麦面粉粉色,小麦籽粒淀粉品质,小麦收获前穗发芽等综述了当前转基因和分子标记辅助选择研究现状和研究进展,并对研究中存在的问题进行了讨论。     

粳稻食味品质改良研究现状与展望

进入21世纪,我国北方特别是东北粳稻面积不断扩大,单产明显提高,品质稳定改善,改良食味品质是今后重要研究内容。本文主要从食味品质鉴定方法,稻米淀粉种类和含量及分子结构、蛋白质种类和含量、其他物质含量与食味品质的关系,饭粒表面和内部超微结构与食味品质的关系,食味品质相关性状遗传分析与育种应用等方面介绍了日本粳稻食味品质研究现状,认为结合东北粳稻实际深入开展食味品质育种、栽培和生物技术等应用基础研究,充分利用籼稻二次枝梗粒偏向穗轴上部分布、穗颈大维管束数和一次枝梗数多等有利基因,同时减少对食味品质的不良影响,是今后北方尤其是东北籼粳稻杂交优质高产育种的重要研究课题。