簇毛麦HMW-GS基因的位点特异PCR(AS-PCR)标记及其多态性

簇毛麦含有丰富的HMW-GS基因变异.本研究旨在建立簇毛麦HMW-GS基因的位点特异PCR(AS-PCR)标记,并对18个居群簇毛麦HMW-GS基因遗传多样性进行系统评价,为开发和利用簇毛麦HMW-GS改良普通小麦品质奠定基础.根据先前克隆的3个簇毛麦HMW-GS基因序列(1Va、1Vb和1Vc)和已发表的普通小麦HM...     

小麦高分子量麦谷蛋白亚基组成和检测研究进展

小麦高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)组成与面包品质密切相关。为了从目前经常使用的一些HMW-GS检测方法中选择满足试验要求的最佳方法,笔者总结了HMW-GS组成,以及利用十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE),反相高效液相色谱(RP-HPLC)和聚合酶链式反应(PCR)三种方法检测小麦HMW-GS组成的应用和研究进展,讨论了3种方法检测小麦HMW-GS组成的优缺点,指出常规育种材料或栽培小麦品种优先选择SDS-PAGE和PCR方法检测小麦中的HMW-GS,这两种方法适合对材料中亚基组成进行检测;而含有远缘遗传物质的小麦或近缘种属结合双向电泳或RP-HPLC方法检测HMW-GS,这两种方法适合发现新的亚基类型或对分子量接近的亚基进行检测。最后展望了SDS-PAGE和PCR方法在小麦分子标记辅助育种中应用前景。     

1Dx5在新冬26小麦中的遗传转化及分析

为了对转1Dx5基因小麦的T1进行遗传分析,将优质高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)基因1Dx5转入新疆耐盐小麦品种新冬26,在蛋白质水平上经SDS-PAGE检测,有37粒小麦种子1Dx5基因表达。经过继代培育,得到37个T1转基因株系,SDS-PAGE分析T1转基因小麦籽粒的HMW-GS组成,结果表明:在蛋白质水平,HMW-GS的组成在T1小麦种子中有3种表型:表型Ⅰ,外源1Dx5基因没有表达;表型Ⅱ,外源1Dx5基因表达;表型Ⅲ,内源1Dx2基因没有表达。这3种表型出现的概率分别约为34.3%,45.9%和19.8%。该研究成功获得了新的HMW-GS组成的小麦,为选育优质小麦提供分子依据。     

小麦高分子量麦谷蛋白亚基基因功能标记研究进展

普通小麦是中国主要口粮作物之一,小麦籽粒中高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)是决定小麦加工品质、面团流变学特性及面团微结构的重要因素。普通小麦中HMW-GS基因的等位变异、组合、相对表达量显著影响面粉的最终用途。采用功能标记鉴定小麦HMW-GS已成为小麦种质资源筛选、加工品质改良、加速优质小麦育种的研究热点之一。本研究综述了普通小麦HMW-GS基因功能标记开发、运用的研究进展及存在的不足,期望加速HMW-GS功能标记开发,加强其在优质小麦育种中的应用。     

利用SDS-PAGE和AS-PCR标记鉴定簇毛麦HMW-GS基因

本研究通过SDS-PAGE和AS-PCR标记对簇毛麦HMW-GS进行鉴定,对于快速鉴别导入到普通小麦中的簇毛麦HMW-GS和改良普通小麦品质具有重要意义。利用SDS-PAGE对中国春、钱尼、簇毛麦、6个中国春-簇毛麦二体附加系、普通小麦-簇毛麦3V异代换系进行HMW-GS组成分析,进一步确定簇毛麦HMW-GS基因位于1V染色体。根据已发表的普通小麦HMW-GS基因序列同源性比较结果,设计了3对分别扩增普通小麦x-型亚基基因、y-型亚基基因以及所有HMW-GS基因的特异引物。经过对簇毛麦HMW-GS基因进行扩增发现,这3个AS-PCR标记都能很好地鉴别簇毛麦HMW-GS编码基因,并从分子水平上把簇毛麦HMW-GS基因定位于簇毛麦1V染色体上。     

小麦品质性状分子标记多重PCR体系的建立

小麦高分子量谷蛋白亚基组成、1B/1R易位、籽粒硬度、直链淀粉含量和穗发芽抗性等性状与加工品质密切相关，建立相关性状的多重PCR体系在小麦品质分子育种中具有重要意义。本研究利用现有品质性状基因的分子标记，建立了适合不同品质类型品种评价和分子聚合育种的3个多重PCR体系，并用已知基因的品种（系）进行验证。多重PCR体系Ⅰ包括ω-secalin（1B/1R）、Vp1B3和Pinb-D1b基因的分子标记检测，可用于一般的品质检测；体系Ⅱ包括ω-secalin、Ax2*、Bx17和Dx5 基因的检测，可望用于强筋小麦品种的选育；体系Ⅲ包括Wx-A1、Wx-B1和Wx-D1位点的检测，可用于淀粉品质或糯小麦的选育。每个体系内的引物之间不存在相互抑制作用和错配，检测品种（系）的结果可靠、重复性好，成本低。3个多重PCR体系用于小麦品质育种的亲本评价和杂交后代优质基因的聚合，将会提高优质专用小麦品种评价和选育的效率。     

高分子量麦谷蛋白亚基组成与小麦烘烤品质关系研究

用SDS-PAGE方法测定了全国9个小麦主产省、市163个小麦品种和11个引进品种的高分子量麦谷蛋白亚基（HMW-GS）组成及其含量、沉降值和面粉GMP含量。结果表明，不同HMW-GS及其组合形式对小麦品质的影响显著不同，某些HMW-GS对我国小麦烘烤品质的影响不同于其他国家，如4+12亚基影响较大，而7+8亚基影响偏小。但单个亚基品质评分     

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。     

小麦品质的麦谷蛋白亚基评定标准研究

测定了233份小麦面粉样品的高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)含量、Zeleny-沉降值和谷蛋白大聚体(GMP)含量,并根据SDS-PAGE结果计算了其Payne亚基品质评分.结果表明,不同HMW-GS含量差异显著,不同HMW-GS所对应品种的HMW谷蛋白总量、沉降值、GMP含量、Payne品质评分平均值也存在显著差异,说明不同亚基对品质的影响存在显著差异.HMW谷     

3个新疆地方小麦品种Glu-A3位点低分子量谷蛋白亚基新基因的序列分析

麦谷蛋白可分为高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)和低分子量麦谷蛋白亚基(LMW-GS),其中低分子量麦谷蛋白亚基对小麦品质具有重要影响.本文采用PCR方法从中国小麦微核心种质中的3个新疆小麦品种红春麦(新疆玛纳斯)、红春麦(新疆昌吉)和红金包银(新疆伊吾)中分别得到了3个低分子量麦谷蛋白亚基(LMW-CS)新基因(GenBank:DQ519084、DQ519085和DQ517534).它们具有LMW-i型基因的典型结构特征,与已报道的Glu-A3位点编码的LMW-GS基因序列有很高的一致性,高达79.06%～94.24%.DQ519084和DQ517534在C末端保守区有9个半胱氨酸残基,DQ519085其编码区内存在1个提前终止密码子,推测其为假基因.     

北方冬麦区新育成优质品种的面包和馒头品质性状

本研究旨在了解近年北方冬麦区育成优质小麦品种的品质状况, 为优质小麦新品种选育和推广提供重要信息。2013—2014和2014—2015年度将52份国内及6份国外代表性优质品种种植于河北高邑和山东济宁, 测定粉质仪和拉伸仪参数及面包和馒头品质性状, 并分析蛋白质组分含量对面团流变学特性及面包和馒头成品品质的影响。结果表明, 大部分参试品种的粉质仪稳定时间在7 min以上, 品种间面筋强度、面包和馒头成品品质均存在显著差异。CA0493、师栾02-1、12品404、新麦26和Karl 5个品种面包品质好, 其中师栾02-1和Karl的馒头品质也较好, 可以作为兼用型品种在品质育种中应用。拉伸仪品质特性是反映强筋品种面包品质的重要指标, 建议在进行面包品质改良时, 重视拉伸特性。不溶性谷蛋白聚合体含量与面筋强度和面包品质呈显著正相关, 可作为品质育种的选种指标。     

冬小麦高、低分子量麦谷蛋白亚基形成时间和积累强度及其与沉降值的关系

采用6个不同品质类型冬小麦品种研究高、低分子量麦谷蛋白亚基形成时间和积累强度及其与沉降值的关系。结果表明, 在籽粒形成过程中,各品种的高分子量谷蛋白亚基（HMW-GS）开始形成时间及形成速度不同,低分子量谷蛋白亚基（LMW-GS）B区在花后10 d基本形成;随着籽粒发育,HMW-GS和LMW-GS的类型和积累量都逐渐增多。强筋小麦     

不同品质类型小麦籽粒麦谷蛋白亚基及谷蛋白聚合体形成和累积动态

选用高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)组成不同的3个强筋和4个弱筋小麦品种,研究了其籽粒发育过程中麦谷蛋白亚基、谷蛋白聚合体的形成和累积动态。结果表明,强筋小麦籽粒HMW-GS和B区低分子量麦谷蛋白亚基(LMW-GS)从花后9～12d开始表达;而弱筋小麦从花后12～15d开始表达,即强筋小麦麦谷蛋白亚基开始形成时间早于弱筋小麦。各品种的HMW-GS一旦形成,其累积速度较快,花后27d基本达到稳定值,之后维持稳定量;而LMW-GS形成后,累积较慢,直到花后30d左右达到稳定量。3个强筋小麦品种籽粒灌浆期谷蛋白总聚合体百分含量(TGP%)和谷蛋白大聚合体百分含量(GMP%)累积动态趋势基本一致,即在花后12～30d一直持续增加,花后30d至成熟达到最大值并保持稳定水平。4个弱筋小麦TGP%和GMP%累积动态均表现为在花后12～24d(灌浆早中期)形成和持续累积,花后24d至成熟逐渐降低。麦谷蛋白亚基表达模式以及谷蛋白聚合体累积动态的差异可能是导致小麦强筋或弱筋品质形成的关键。     

Reduced inter-row distance improves yield and competition against weeds in a semi-dwarf durum wheat variety

Weed and nutrient management in cropping systems of semi-arid areas is a major constraint to cereal yield. Where the use of herbicides is banned or discouraged, the competitive ability of a crop is crucial to reduce weed growth and diffusion. Genotypic differences in the competitive abilities of crops are an important trait to reduce weeds, especially for plant height. However, there is contrasting information about the interactions of other management practices and genotypic traits on wheat yield and competitive ability against weeds and weed growth. The present study investigated yield and quality of durum wheat (Triticum durum Desf.) and weed growth and composition for two wheat cultivars with contrasting competitive abilities against weeds. Wheat was grown under three spatial arrangements (5-cm, 15-cm, 25-cm inter-row distance) and three sowing densities, and broadleaf weeds were either removed or not. The sowing rate did not affect the yield of these wheat cultivars or the weed growth. Reduced inter-row distance dramatically reduced weed biomass for both wheat cultivars, and increased wheat yield and nitrogen uptake in the low-competitive, high-yielding, semi-dwarf cv. ‘PR22D89’, when both weed free and with weeds. These results have direct implications for weed and nutrient management in low-input and organic cropping systems.     

Wurzelsystem, Biomasseproduktion, Bestockung und Ertragsbildung von vier Winterweizensorten in einem System mit geringer Betriebsmittelzufuhr von außen

Rooting patterns, biomass production, tillering, and yield formation of four winter wheat cultivars in a low external input system Growth conditions of winter wheat in agricultural low external input systems, e.g. ecological agriculture differ from those in conventional agriculture with regard to nutrient flow, impact of diseases, and weed competition. Knowledge of the dynamics of yield formation of winter wheat cultivars is very important for further development of such systems. During two growing seasons root growth, above ground biomass production, tillering, and yield formation were studied with four winter wheat cultivars of different periods of release at two ecologically managed farms in Northern Hessia. The results can be summarized as follows: – In general, plant breeding did not lead to a reduced development of root systems or above ground biomass production in winter wheat (Stöppler et al. 1989 a). Modern wheat varieties develop an extensive root system in greater depth, which means better drought resistance. – Not only root length densities, total root length, characteristics of tillering, and yield formation showed clear genotypic differences between the winter wheat cultivars, but also the development of root systems and above ground biomass production. – Winter wheat cultivars with a high plant density seem to have a retarded root growth after tillering due to intra-plant-competition and late root growth during grain filling, whereas cultivars with a high ear weight develop an extensive root system before the grain filling period. At the beginning of this period, a great root length per culm seems to be most important to achieve a high ear weight. The results indicate that those cultivars with poor to medium tillering and high ear weight are very well adapted to the reduced nutrient flow in low external input systems of farming. –In low external input systems, a satisfactory wheat crop need be established before tillering.     

小麦粉面包烘烤品质指标典型相关分析

本研究于1986年在郑州进行.试验选用50个小麦品种(系),对测定的13项面包烘烤品质指标分组进行了典型相关分析.结果表明:面粉粉质、拉伸品质和蛋白质数量等指标组间普遍存在着显著或极显著的典型相关;能较好地反映粗蛋白含量、湿面筋含量、沉淀值和HMW麦谷蛋白亚基组成得分的粉质仪指标是断裂时间和稳定时间,拉伸仪指标是延伸性.拉伸仪指标与蛋白质数量等指标间关联程度的大小,因拉伸时间的长短而异.粉质仪与拉伸仪指标组间的典型相关主要由断裂时间、形成时间、稳定时间和延伸性所决定.     

小麦高分子量谷蛋白亚基与小麦品质性状关系的研究

采用SDS-PAGE方法, 通过对4个优质亲本与3个农艺亲本间杂交获得的F2群体的每一单株及其亲本进行小麦高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)组成分析, 并对每一F2单株上F3籽粒群体的高分子量谷蛋白亚基组成与其籽粒蛋白质含量、 SDS-沉降值的关系进行研究,结果表明：小麦高分子量谷蛋白亚基组成不同的群体间籽粒蛋白质含量差异不显著     

小麦优质谷蛋白亚基分子标记多重PCR体系的建立与应用

Ax1/Ax2*、Dx5和过量表达的Bx7亚基(Bx7^OE)被认为是对小麦品质有正向效应的优质亚基。根据以上亚基特异性分子标记建立相应的多重PCR体系,经品种和群体检验,证明利用该体系鉴定亚基的结果稳定可靠、成本较低。利用该多重PCR技术对89份西藏小麦育成和推广品种(系)的优质亚基频率进行鉴定,结果表明, Dx5和Ax1/Ax2*亚基的频率均为12.4%,没有检测到Bx7^OE,同时携带两个优质亚基的材料频率为10.1%,该麦区品质育种必须加强优质亚基的引入。针对优质亚基Ax1/Ax2*、Dx5和Bx7^OE的多重PCR体系,为小麦品质育种亲本评价和通过杂交方法聚合优质亚基基因提供了一种实用可靠的标记辅助选择技术。     

黄淮麦区部分推广小麦品种面条加工品质性状的研究

为了探讨黄淮麦区推广小麦品种面条加工品质性状的表现水平、遗传多样性状况并评选优质面条品种,本研究对黄淮麦区42个小麦主栽品种的26项籽粒或面粉品质指标和面条加工品质性状进行了分析,结果表明,供试品种面条总分平均75.3分,最高分为89分,各个单项指标变异幅度均很大,遗传多样性比较丰富,通过遗传改良我国黄淮麦区小麦面条品质有一定的潜力.适合做优质面条的品种有花培5号、周18、周13和邯郸6172.