节节麦HWM-GS D~tx5与普通小麦HWM-GS Dx5亚基的AS-PCR鉴别

高分子量谷蛋白(HMW-GS)是小麦的重要储藏蛋白之一,决定小麦烘烤品质,其中HMW-GS Glu-D1位点与面包烘烤品质的关系最为密切。人工合成小麦(synthetic hexaploid wheat,SHW)继承了节节麦D基因组丰富的遗传变异,是高效利用野生祖先种优良基因的重要桥梁资源;近年来随着人工合成小麦在小麦遗传育种中的不断应用,来自节节麦类群的大量高分子量谷蛋白亚基类型越来越多的涌向普通小麦。而传统SDS-PAGE无法区分节节麦HMW-GS Dtx5和普通小麦Dx5亚基,鉴于此本研究利用节节麦HMW-GS Dtx5亚基和普通小麦HMW-GS Dx5亚基DNA序列之间存在的几个SNPs差异开发出等位特异PCR(allele specific polymerase chain reaction,AS-PCR)引物,通过PCR方法来区分两种不同来源的5亚基。结果显示,所设计出的两对引物都能够扩增出清晰稳定的目标条带,并且两对引物的扩增结果一致,含HMW-GS Dx5亚基的表现为阳性带,含节节麦来源的Dtx5亚基表现为阴性;同源性分析表明Dtx5亚基与Dx2亚基氨基酸序列的同源性要高于Dtx5与Dx5之间的同源性。     

黄淮麦区小麦新品系高分子量谷蛋白亚基的组成及结构变化分析

为了解高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)组成对小麦品质产生的影响,利用SDS-PAGE技术对黄淮麦区221份小麦新品系的HMW-GS组成进行鉴定,对其系谱来源进行分析,并比较近10年来黄淮麦区小麦品种(系)的HMW-GS结构变化。结果表明,黄淮麦区小麦新品系的杂交亲本来源较为单一,具有周8425B和豫麦2号血统的材料高达155个,占到全部供试材料的70.1%,以郑麦9023等小偃系列和济麦20等鲁麦系列为亲本的材料分别有34,40个,占全部供试材料的15.4%和18.1%。221份供试材料中共出现13种亚基及亚基组合,其中在Glu-A1位点,亚基1出现频率最高,占供试材料的58.8%,自2008年以来,亚基1的出现频率高于Null类型;在Glu-B1位点上,共出现7种亚基变异类型,出现频率较高的亚基组合是7+9和7+8,分别占供试材料的57.5%和30.3%,自2007年以来,7+9亚基组合类型的出现频率最高,优质强筋的17+18和13+16亚基组合的出现频率相对较低;在Glu-D1位点上,强筋亚基组合5+10占供试材料的15.4%,自2007年以来,5+10和2+12亚基组合的出现频率整体呈平行的趋势。本试验还检测出普通小麦品种中很少出现的5+12亚基组合,占供试材料的9.0%。     

东北春小麦及部分外引小麦高分子量谷蛋白亚基组成分析

利用SDS-PAGE法分析了72份东北春小麦品种(系)和外引小麦品种HMW-GS组成及分布,结果表明:在Glu-A1位点上的3种变异类型null,1和2*亚基中,东北春小麦1和2*亚基出现的频率最高,均为36.1%,外引品种中null出现的频率最高,为41.7%;在Glu-B1位点上,检测到的6种变异类型(7,6 8,7 8,7 9,14 15,17 18)中7 8亚基类型的出现频率最高,东北春小麦为66.7%,外引品种为44.4%;在Glu-D1位点上的3种变异类型(2 12,2 10,5 10)中5 10出现频率最高,东北春小麦为55.6%,而外引品种高达72.2%。所有参试材料中共出现19种组合类型,其中出现频率最高的是1,7 9,5 10和null,7 8,2 12,均为19.4%。根据Payne的品质评分标准对部分材料进行评定,发现达到10分的材料出现了23份。这些材料可能成为东北春麦区小麦品质改良的宝贵资源。     

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.     

小麦三雌蕊近等基因系的麦谷蛋白和醇溶蛋白分析

为充分利用小麦三雌蕊近等基因系的优良性状,深入探索其在小麦遗传育种中的利用价值。采用聚丙烯酰胺凝胶电泳技术,对小麦三雌蕊近等基因系的高分子量麦谷蛋白(HMW-GS)、低分子量麦谷蛋白(LMW-GS)和醇溶蛋白进行了分析。以‘中国春’(CS)为参照,按照LMW-GS和醇溶蛋白电泳图谱条带迁移距离大小和条带多态性对供试材料进行聚类分析。麦谷蛋白的SDS-PAGE电泳结果表明,10份材料共出现了10 种HMW-GS 亚基类型和8 种亚基组合;在Glu-A1 位点,主要亚基Null 的频率达60%;Glu-B1 位点,主要亚基7+8 的频率为50%;Glu-D1 位点,主要亚基2+12 的频率为60%;主要亚基组合为Null/7+8/2+12。10 份材料共分离出20 条LMW-GS带谱,其中共有带谱10 条,比例为50%。醇溶蛋白的A-PAGE电泳结果表明,10 份材料共分离出25 条带谱,其中共有带谱5 条,比例为20%。聚类分析结果表明,10 份材料的遗传距离为0.03~0.28,当遗传距离为0.26 时,10 份材料可分为3 大类。综合麦谷蛋白和醇溶蛋白分析以及聚类分析结果可知,小麦三雌蕊近等基因系不能用于提高小麦的品质育种,但可用于提升小麦的产量育种,其首要目标是提高千粒重。     

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。     

甘肃小麦部分种质高分子量麦谷蛋白亚基(HMWGS)遗传变异分析

应用十二烷基磺酸钠——聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）方法,分析了372份甘肃小麦种质的高分子量麦谷蛋白亚基（high molecular weight glutenin subunit,HMWGS）组成,以了解甘肃省小麦种质的遗传变异。研究表明,供试的甘肃省小麦种质可检测到20种HMW亚基变异类型和36种HMW亚基组合类型。地方品种的HMW亚基组合类型较少,而且以Null、7＋8和2＋12模式为主,育成品种的HMW亚基变异类型比地方品种丰富,以1、7＋8和2＋12三种变异类型的出现频率为最高。供试材料HMW-GS的品质评分在4～12分之间,平均得分为7.0,所筛选出的一批含优质亚基组合的种质可供育种工作进一步利用。     

小麦2、14+15、5+10亚基组合的创制及生化标记选择

为了创制出更理想的优质亚基组合类型材料,将分别含有14 15、5 10和2*亚基的小麦材料进行杂交,利用SDS-PAGE技术,对杂交亲本及其后代(F3)进行HMW-GS组成分析。结果表明,杂种后代中HMW-GS组成变异较大,筛选到比较理想的亚基组合类型2*、14 15、5 10和2*、17 18、5 10的材料各2份,筛选到1、14 15、5 10的材料1份,筛选到1、17 18、5 10的材料6份,为高产、优质新品种选育提供了依据。     

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。     

甘肃春小麦资源HMW-GS组成研究

应用十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)方法,分析了176份甘肃省春小麦资源的高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)组成.结果表明,甘肃省春小麦资源的亚基组成较丰富,共检测到18种亚基变异类型和28种亚基组合类型.地方品种的亚基组合类型较少而且以Null、7+8、2+12为主,育成品种的亚基变异类型比地方品种丰富,以1、7+8、2+12 3种变异类型的出现频率为最高.供试材料HMW.GS的品质评分在4～10分之间,平均得分7.2,所筛选出的一批含优质亚基组合的材料可供育种工作者利用.     

高分子量麦谷蛋白亚基HPCE高效分离及图谱鉴定

高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)是决定小麦加工品质的重要因素。高效毛细管电泳技术(HPCE)以其用样少、速度快、精确度高等特点被越来越多地应用到分离鉴定中来。目前小麦HMW-GS的HPCE研究尚处于起步阶段, 对标准鉴定图谱的研究甚少,且已有分离体系在连续多次试验中的分离速度及分辨率仍有提升空间。本研究通过SDS-PAGE结合分子标记的方法鉴定了不同小麦品种的HMW-GS, 以“中国春”小麦为标样确立了HPCE高效分离体系, 体系条件为75 mmol L^-1 IDA+0.05% HPMC+15% ACN, pH 2.5, 电泳参数为毛细管内径25 μm, PDA检测波长200 nm, 分离电压20 kV, 运行温度30°C。通过混合进样方式对不同类型亚基进行HPCE分析, 建立了18个亚基的标准图谱, 亚基迁移顺序为1Dy12→ 1Dy10→ 1By9→ 1By8→ 1By18→ 1By16→ 1By20→ 1Bx17→ 1Bx20→ 1Bx13→ 1Bx6→ 1Bx7→ 1Ax2*→ 1Ax1→ 1Dx5→ 1Dx4→ 1Dx3→ 1Dx2,标准出峰时间依次为9.39、9.69、10.30、11.70、11.89、12.09、12.22、12.36、12.62、12.83、13.08、13.18、13.50、13.73、14.04、14.24、14.46和14.73 min, RSD<0.2%。以1Bx17为分界线, 9.39 min到12.36 min为y型亚基区域, 12.36 min到14.76 min为x型亚基区域。结合亚基迁移顺序、标准出峰时间及图谱特点可对小麦相关HMW-GS进行HPCE快速鉴定。本研究获得的分离体系及鉴定图谱可用于小麦HMW-GS定性分析和种质资源筛选。     

Relationship Between High Molecular Weight Glutenin Subunit Composition and Gluten Quality in Ethiopian-grown Bread and Durum Wheat Cultivars and Lines

The high molecular weight glutenin subunit (HMW-GS) composition of 42 Ethiopian-grown bread wheat and 31 durum wheat cultivars and lines were examined using SDS-PAGE. Low variability in HMW-GS composition was present in both classes of wheat. A total of 10 variants with 14 different HMW patterns and seven variants with six different patterns were identified in bread and durum wheat, respectively, reflecting the limited ability of HMW-GS for cultivar identification. The most predominant alleles were 2*, 7 + 9 and 5 + 10 in bread wheat and nul and 7 + 8 in durum wheat. The Glu-1 quality scores for bread wheat ranged from 6 to 10, with an average value of 8.7. The variation in HMW-GS significantly correlated with and accounted for 44 % of the total variation in gluten quality, measured by the sodium dodecyl sulphate sedimentation test. In durum wheat, HMW-GS variation at Glu-B1 explained about 25 % of the variation in gluten quality. The high frequency of the 7 + 8 alleles among the landraces and the significant contribution of Glu-B1 alleles to the total variation in gluten quality indicate the potential benefit of Ethiopian tetraploid landraces in the development of lines suitable for both bread and pasta production.     

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。     

冰草高分子量麦谷蛋白亚基基因的分离及结构特征分析

通过SDS-PAGE分析，在二倍体、四倍体和六倍体冰草[Agropyron cristatum (L.) Gaertn.]中都检测到2个表达的高分子量麦谷蛋白亚基（HMW-GS），但不同倍性的材料之间，以及相同倍性材料的不同种子之间的HMW-GS组成均有所不同。利用PCR技术对冰草的HMW-GS基因进行克隆，结果从二倍体、四倍体和六倍体冰草中分别克隆了3个、1个和3个y型HMW-GS基因的全长编码区序列。序列分析表明，只有来自六倍体冰草中的Bsy2基因具有完整的开放阅读框，编码1个有487氨基酸残基、分子量约为53 kD的HMW-GS，大小相当于SDS-PAGE图谱中的大亚基。而其余6个基因均在中间重复区发生了无义突变。本文对冰草HMW-GS基因的结构特点和进化关系进行了分析。     

Glu-D1位点亚基缺失弱筋小麦新种质的创制及其品质分析

辐射诱变是一种重要的变异手段,为了丰富小麦的品质性状变异资源,通过采用60Co-?射线辐射普通小麦品种‘冀3235’幼胚愈伤组织的方法,获得辐射诱变处理的再生植株。对再生株后代种子进行麦谷蛋白亚基的SDS-PAGE分析,结果从中发现了不含Glu-D1位点编码的高分子量麦谷蛋白亚基的材料。经进一步的系谱选择,选育成了稳定遗传的7份材料。与对照‘冀3235’相比,这些株系的农艺性状无明显差异,醇溶蛋白A-PAGE电泳谱带也完全相同,仅在麦谷蛋白SDS-PAGE电泳图谱的Glu-D1位点上有差异（变异系缺少Glu-D1位点控制的亚基,对照‘冀3235’为2+12）。品质分析结果表明,Glu-D1位点缺失系的面粉品质发生了很大变化,其湿面筋没有检出,沉降值显著下降。这些变异系是培育弱筋小麦品种和评价Glu-D1位点功能的珍贵材料。     

中国特有小麦与斯卑尔脱小麦和密穗小麦高分子量谷蛋白亚基多态性比较分析

采用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）方法对中国特有小麦（新疆稻麦、西藏半野生小麦和云南铁壳麦）高分子量谷蛋白亚基组成进行了研究,并综合前人的研究结果,比较分析了中国特有小麦、斯卑尔脱小麦和密穗小麦高分子量谷蛋白亚基的多态性,结果显示,斯卑尔脱小麦在高分子量谷蛋白亚基组成上具有明显特点,在Glu-A1位点上以1亚基为优势亚基,在Glu-B1位点上以13+16亚基居多,而这两种亚基在其他六倍体小麦中出现的频率相对较低。新疆稻麦在Glu-1D位点上具有特殊的HMW-GS类型。结合核基因组和叶绿体基因组的研究结果对中国特有小麦的起源演化进行了探讨。     

筛选一组用于鉴定小麦缺体-四体真实性的SSR分子标记

[目的]旨在筛选一组数量较大,可靠性较高的SSR分子标记,用于辅助鉴定小麦缺体-四体的真实性。[方法]方法是在小麦SSR分子标记图谱上,选取单一位点标记引物,并在中国春和已鉴定的缺体-四体DNA中扩增检测,筛选带型清晰,易识别的单扩增产物标记。[结果]结果表明,在小麦21个连锁群上共选择标记150个,长短臂均有分布,最终筛选出标记67个,这些标记在中国春和所有非连锁的缺体-四体中扩增为阳性,在对应的连锁的缺体-四体中扩增为阴性,扩增产物为单条带,每个连锁群上最少3个,最多5个。[结论]该套引物,带型清晰,易识别,单一位点,适用于所有中国春小麦缺体-四体及其他非整倍体的真实性鉴定。