普通小麦籽粒硬度与胚乳组成及显微结构的关系

[目的]研究普通小麦籽粒硬度与胚乳组成及显微结构的关系,进一步理解籽粒硬度的形成机理.[方法]利用由硬质小麦郑麦9405×软质小麦扬麦13构建的149个F6:7家系的RIL群体及2组软、硬质NIL群体,分析籽粒硬度与角质率、千粒重、胚乳蛋白质含量、总淀粉含量、直链淀粉含量及高、低分子量麦谷蛋白亚基组成之间的关系,并利用扫描电镜观察软、硬质近等基因系籽粒横切面显微结构.[结果]RIL群体中胁基因型为野生型(paina-Dla/Piab-Bla)的家系均为软质胚乳,而缺失Plan(Pina-D1b)基因型的所有家系均为硬质胚乳;软质家系的籽粒硬度值在郑州点和南京点的变异系数均高于硬质家系,软质家系的胚乳质地比硬质家系易受环境影响.RIL群体中的软质家系与硬质家系籽粒硬度值与角质率均极显著相关,而南京点的相关系数低于郑州点;籽粒硬度值与蛋白质含量、总淀粉含量、直链淀粉含量及千粒重相关不显著;具有高分子量麦谷蛋白14+15亚基家系和7+8亚基家系的籽粒硬度值差异不显著,而具有低分子量麦谷蛋白Glu-A3b亚基家系的籽粒硬度值显著高于Glu-A3c亚基家系.利用扫描电镜观察结果显示,软、硬质近等基因系籽粒糊粉层细胞无显著差异,而胚乳显微结构差异明显,软质近等基因系籽粒胚乳蛋白质基质与淀粉粒表面呈分离状态,而硬质近等基因系籽粒胚乳蛋白质基质与淀粉粒紧密结合.近等基因系软质家系和硬质家系的角质率差异显著,但二者在粒径、千粒重、蛋白质含量、总淀粉含量及直链淀粉含量上差异不显著.[结论]籽粒硬度值是胚乳蛋白质基质与淀粉粒结合程度的反映,其大小并不影响胚乳密度及籽粒形态,一定范围内胚乳总蛋白含量、总淀粉含量及直链淀粉含量均不影响硬度,而胚乳蛋白亚基组成对籽粒硬度值有一定的影响.     

小麦puroindoline及其相关基因分子遗传基础研究进展

籽粒硬度是重要的小麦品质性状之一,对小麦的磨粉品质和加工品质有重要影响。控制籽粒硬度的主效基因puroindoline位于5D染色体的短臂上,可分为Pina和Pinb2种类型。Pina和Pinb紧密连锁,编码区均为447个碱基,没有内含子,共同形成小麦籽粒硬度的分子遗传基础。目前,普通小麦和山羊草中均已发现多种puroindoline变异类型,其中引起小麦籽粒硬度大幅度升高的Pina-D1b类型的分子机制为从编码区第23个碱基开始缺失15380个碱基。Puroindoline除了对小麦籽粒硬度有重要影响之外,对其它品质性状也有重要影响,不同puroindoline变异类型之间小麦品质具有一定差异。另外,与puroindoline紧密连锁的Gsp-1基因变异类型更为丰富,但对籽粒硬度没有明显的调节作用。最近发现的与puroindolineb高度同源的基因Pinb-2v具有4种类型,分别位于小麦7A、7B和7D染色体上,可能对籽粒硬度具有微效的调节作用。本文通过对puroindoline的分子特征和突变类型以及相关功能进行分析和总结,旨在为中国小麦品质的基因工程改良提供参考。     

糯小麦遗传育种研究动态综述

糯小麦在食品和非食品工业中具有重要的应用价值.通过对国内外学者对糯小麦遗传育种研究动态的分析,综述了有关小麦籽粒胚乳中淀粉的遗传特性和类型、Wx蛋白的分离方法、Wx基因缺失位点在不同国家小麦品种中分布、糯小麦品种选育、品质特性以及应用前景等方面的重要研究进展.     

牡山羊草puroindoline a基因的克隆与表达分析

puroindoline a （Pin a）和puroindoline b（Pin b）是控制小麦籽粒硬度的主效基因。根据已报道的小麦Pin a基因的保守序列，设计合成了1对特异性引物ForA1和RevA1，对六倍体牡山羊草Aegilops juvenalis（UUMMDD）的基因组DNA和胚乳cDNA进行Pin a基因扩增、克隆、序列测定和表达分析，发现了1个新型Pin a（Pin a～allele），其ORF长4／17bp，编码148个氨基酸残基，具有麦类作物Pin a基因特有的28个氨基酸的信号肽序列和WRWWKWWK的色氨酸结构域基因序列，与软粒小麦cv.capilole的Pina—Dla相比较，其核苷酸同源性和氨基酸同源性分别为98．7％与96．6％。Pin a～allele含有1个紧邻色氨酸结构域的突变位点（Gln 77Leu）。RT～PCR证实了Pin a在籽粒胚乳中的表达。Soulhern Blot分析结果表明，牡山羊草中Pin a基因含有1个拷贝。研究结果表明，山羊草中包含着与小麦差异较大的籽粒硬度控制基因。     

软质冬小麦品种籽粒蛋白质含量的遗传分析

为了给软质小麦品种选育提供依据，利用7个蛋白质含量有一定差异的软质冬小麦品种为亲本，按Griffing双列杂交法Ⅱ配制21个杂交组合，研究了小麦籽粒蛋白质含量的遗传。结果表明，在7个软质冬小麦品种中，宁麦9号籽粒蛋白质含量的一般配合力最好，能极显著地降低杂种后代的籽粒蛋白质含量。小麦籽粒蛋白质含量的遗传符合加性-显性模型，同时受加性和显性效应的作用，且加性效应较为重要，显性程度为部分显性。控制籽粒蛋白质含量的减效等位基因为显性，亲本中增效和减效等位基因频率分布相同。宁麦9号具有最多控制籽粒蛋白质含量遗传的显性基因，而望水白和苏麦3号具有最多控制籽粒蛋白质含量遗传的隐性基因。小麦籽粒蛋白质含量可能受3～4对主效基因的控制，狭义遗传力中等。     

小麦籽粒硬度的遗传分析

为提高黄淮麦区小麦品质育种中对籽粒硬度的选择效率,以7个籽粒硬度有差异的半冬性小麦品种及按7×7不完全双列杂交设计配制的21个F_1杂交组合在2个环境条件下的试验资料,研究了籽粒硬度的遗传。结果表明,基因型、地点以及基因型与地点间互作均达极显著水平。籽粒硬度的一般配合力和特殊配合力均方也达到极显著水平。济麦22籽粒硬度的一般配合力在2个试验点均表现最高,可作为改良籽粒硬度的优异亲本。杂交组合徐麦25×淮麦33和淮麦33×济麦22在2个试验点的特殊配合力表现较好。籽粒硬度的遗传符合加性-显性模型,基因作用方式以加性效应为主,显性程度为部分显性。籽粒硬度可能受1对主效基因控制,狭义遗传力较高,早代(F_2~F_3)选择有效。     

糯小麦的遗传、选育和应用前景

小麦籽粒胚乳通常含有直链和支链两种淀粉。糯性小麦或部分糯性小麦的胚乳淀粉，全部或大部分是支链淀粉。颗粒凝结型淀粉合成酶（ＧＢＳＳ），亦称作蜡质蛋白，是合成禾谷类作物胚乳直链淀粉的关键酶，由南基因编码。六倍体面包小麦有３个蜡质基因位点：位于７ＡＳ的Ｗｘ－Ａ１、４ＡＬ的Ｗｘ－Ｂ１和７ＤＳ的Ｗｘ－Ｄ１。这些蜡质基因位点的突变或缺失，可使小麦不产生颗粒凝结型淀粉合成酶，导致胚乳中无直链淀粉或仅含有少量直链淀粉。对３个由蜡质基因编码的颗粒凝结型淀粉合成酶，蛋白所作的分析表明，在某些小麦品种中出现了蜡质基因位点的缺失。已发现许多小麦品种携有Ｗｘ－Ａ１或Ｗｘ－Ｂ１蜡质基因的缺失位点，有些品种中甚至同时携有这两个蜡质基因的缺失位点，但是，仅有１个中国地立品种“白火麦”携有Ｗｘ－Ｄ１缺失位点。这３个蜡质基因的缺失位点存在着剂量效     

花粉管通道法获得转外源puroindoline基因小麦

[目的]验证pinA和pinB对小麦籽粒质地的影响。[方法]将含有控制硬度的主效基因pinA和pinB的单子叶植物高效表达载体pUBPa和pUBPb，分别通过花粉管通道法将其转入小麦品种中优9507（pinB-Dlb）中。[结果]获得了转基因植株，PCR检测和基因组Southern杂交证实了外源基因在受体小麦基因组中的整合，水洗淀粉表面蛋白的定量分析表明外源基因的导入影响了friabilin表达。与非转基因对照相比，小麦籽粒质地发生变化。[结论]结果表明，PINA和PINB共同作用形成frlabilin，从而直接影响小麦籽粒质地的形成。     

籽粒硬度Pinb基因反义表达载体构建及遗传转化

籽粒硬度是小麦品质改良的重要目标性状.利用含有Ubi启动子、Bar表达盒的基础质粒pAHC25,构建了含有Pinb基因的植物反义表达载体pAHantipB,其中pAHantipB载有小麦籽粒硬度Pinb基因的反向序列,可用于小麦遗传转化,利用花粉管通道法将其转入软质小麦品种京411,获得1株转基因植株,T1代转基因植株抗性筛选及PCR12检测结果表明,转化率为0.17%.基因组DNA斑点杂交证实了外源基因在受体小麦基因组中的整合.     

小麦蛋白质含量的遗传研究

小麦籽粒的蛋白质是胚乳性状。长期以来,人们用2N 模型研究其遗传,且有不少研究把植株与其所结种子当作同一世代进行分析。莫惠栋(1987)从理论上提出了胚乳性状的3N遗传模型,后又提出一系列用3N 模型研究胚乳性状的具体方法。本试验是利用胚乳蛋白质     

新疆小麦地方品种籽粒硬度及其Puroindoline基因等位变异研究

【目的】籽粒硬度是重要的小麦品质性状,了解新生疆小麦地方品种籽粒硬度的变异类型和分布,为新疆小麦品质育种提供遗传信息。【方法】利用单籽粒硬度仪(SKCS)和PCR扩增、酶切及DNA测序技术,结合改良的Friabilin提取及电泳分析方法,对105份新疆小麦地方品种的籽粒硬度及Pina和Pinb等位基因进行研究。【结果】新疆小麦地方品种以硬质类型为主,平均硬度值为63.5。新疆小麦地方品种Puroindoline基因共有9种突变型,分别是Pina-D1a/Pinb-D1a、Pina-D1a/Pinb-D1b、Pina-D1a/Pinb-D1p、Pina-D1k(null)/null、Pina-D1l/Pinb-D1a、Pina-D1r/Pinb-D1a、Pina-D1a/Pinb-D1ab、Pina-D1a/Pinb-D1ac和Pina-D1b/Pinb-D1p,其中Pina-D1r/Pinb-D1a为新发现的突变型。新疆小麦地方品种Puroindoline基因型以Pina-D1a/Pinb-D1p为主导类型,共有62份,占59.1%;其Pina-D1k(null)/null和Pina-D1a/Pinb-D1ab两种突变型与其地理来源和生态型密切相关,主要分布在南疆冬小麦中。Pina-D1a/Pinb-D1a(野生型)的硬度值显著低于突变型,Pina-D1k(null)/null的硬度值最高,但Pina-D1k(null)/null、Pina-D1a/Pinb-D1p和Pina-D1a/Pinb-D1ab的硬度值差异不显著。【结论】新疆小麦地方品种籽粒硬度及其Puroindoline等位变异和分布信息能为新疆小麦品质改良和引种提供理论依据。     

Pina和Pinb融合基因表达载体的构建及其在硬粒小麦中的转化

 【目的】构建Pina、Pinb融合基因表达载体，验证Pina和Pinb基因的功能，为利用转基因技术改良小麦籽粒质地提供理论依据和基础材料。【方法】以软质小麦京411作为Pina和Pinb基因的供体，将Pina、Pinb基因融合后，与基础质粒pG4AB上的Ω和poly(A)等增强基因表达的调控序列及pAHC25上的Ubiqutin启动子和bar基因表达盒相连接，构建Pina、Pinb融合基因植物高效表达载体。利用基因枪转化硬粒小麦幼胚，并对硬粒小麦幼胚再生体系进行探索。【结果】在构建完成Pina、Pinb融合基因植物高效表达载体pFUBPaPb的基础上，转化硬粒小麦幼胚16 000多枚，经biolaphos筛选、PCR鉴定和斑点杂交鉴定，得到再生植株2 390株，35株为阳性植株。共得到T1代籽粒356粒，对种子量较多的16个单株籽粒进行蛋白表达分析，有2株检测到基因表达产物，其籽粒SKCS硬度值比受体品种分别降低了10和12。培养基SD2适于硬粒小麦幼胚愈伤组织的诱导，MS+8 mg•L-1玉米素可获得较为理想的再生频率。【结论】Pina和Pinb的共同表达降低了硬粒小麦籽粒硬度，具有软化籽粒质地的功能。     

河南省小麦新品种(系)籽粒硬度等位变异检测

为了解河南省最新培育的小麦品种(系)的籽粒硬度概况和Puroindoline等位变异类型及其分布,以参加河南省小麦预试及区域试验的145份小麦新品种(系)为材料,采用单籽粒谷物特性测定仪(SKCS)、分子标记技术、限制性内切酶技术以及DNA测序技术,对其SKCS硬度表型及Puroindo1ine的不同等位变异类型进行了测试和鉴定。结果表明,参试材料中硬质麦比例较高,为64.1%,而混合型和软质麦比例较低,分别为18.9%和20.0%,SKCS硬度指数范围较宽,为13.0～75.9。在硬质麦的Puroindo1ine基因型检测中,共检测到Pina-D1b、Pinb-D1b和Pinb-D1p3种类型,其中Pinb-D1b所占比例最高,占87.1%,而Pina-D1b和Pinb-D1p则分别为4.3%和8.6%。不同Puroindoline基因型的籽粒硬度也存在差异,其中Pina-D1b突变型的硬度值最高,为72.3,Pinb-D1a(野生型)最低,为62.3,并且Pina-D1b与Pinb-D1b2种硬质类型的籽粒硬度呈显著性差异,而Pina-D1b与Pinb-D1p的籽粒硬度无显著性差异。     

小麦品种品质与挤压膨化产品理化特性的关系

【目的】分析不同品种小麦品质与挤压膨化产品理化特性之间的关系,探讨适合生产挤压膨化食品的小麦品质特性。【方法】16个小麦品种经实验型双螺杆挤压机在相同参数条件下挤压得到膨化型小麦粉产品,分析小麦品种品质、挤压膨化产品理化特性以及二者之间的相关关系。【结果】不同品种小麦的品质特性和相应挤压膨化产品的理化特性之间均有较大差异;挤压膨化产品的色差与千粒重、面粉白度、弱化度,吸水性指数与籽粒蛋白质含量、沉淀值、湿面筋含量、形成时间,水溶性指数与籽粒蛋白质含量、湿面筋含量、面筋指数、拉伸长度,糊化度与籽粒蛋白质含量、沉淀值、湿面筋含量之间均存在显著负相关关系;色差与籽粒硬度、降落数值,吸水性指数与容重,水溶性指数与面筋指数、5cm拉伸阻力,产品硬度与籽粒硬度、面粉白度均存在显著正相关关系;所选的16个小麦品种中,泰农18、济麦22、青丰1号、青农2号、烟农23和鲁麦21更适合制作挤压膨化食品。【结论】小麦品质指标中千粒重、容重、籽粒硬度、面粉白度、籽粒蛋白质含量、沉淀值、湿面筋含量、面筋指数、降落数值、形成时间、弱化度、拉伸长度和5 cm拉伸阻力对挤压膨化产品的理化特性均有显著影响,具有高千粒重、容重、面筋指数、弱化度、5 cm拉伸阻力和低籽粒硬度、面粉白度、籽粒蛋白质含量、沉淀值、湿面筋含量、降落数值、形成时间和拉伸长度的小麦品种或原料较适合生产挤压膨化食品。     

CIMMYT人工合成小麦与普通小麦杂交后代籽粒硬度puroindoline基因等位变异检测

 【目的】山羊草与硬粒小麦杂交培育的人工合成小麦已广泛应用于国内外小麦品种改良，研究人工合成小麦与普通小麦杂交后代的籽粒硬度变异类型，有助于提高育种效率。【方法】以来自CIMMYT的176份人工合成小麦与普通小麦杂交后代为材料，采用单籽粒谷物硬度测试仪、特异引物的PCR扩增和改进的SDS-PAGE凝胶电泳对其SKCS硬度及其基因型进行了研究。【结果】硬质基因型均为Pina-D1b/Pinb-D1a类型，软质基因型有Pina-D1a/Pinb-D1a、Pina-D1j/Pinb-D1i、Pina-D1a/Pinb-D1i和Pina-D1c/Pinb-D1h等4种类型。其中Pina-D1j/Pinb-D1i是最常见的突变类型，占软质麦总数的49.1%。不同puroindoline类型的硬度比较表明，Pina-D1b/Pinb-D1a与其它类型间差异均达1%显著水平。在软质基因型中，Pina-D1c/Pinb-D1h和Pina-D1a/Pinb-D1i类型硬度相对较高，与Pina-D1j/Pinb-D1i和Pina-D1a/Pinb-D1a的籽粒硬度差异达5%显著水平。另外，Pina-D1a/Pinb-D1i的千粒重和粒径也显著高于其它变异类型。【结论】本试验发现了多种普通小麦中未曾发现过的puroindoline基因型，且硬度数值间存在显著差异，为人工合成小麦在品种改良中的应用和我国从CIMMYT引种提供了依据，同时也有助于puroindoline基因的多态性研究。     

我国冬播麦区小麦部分品质性状的基因型和环境影响及其相关分析

 选择冬播麦区108份代表性品种（系）于2001~2002年度分别在南北两组区试15个试点种植,对其部分品质性状进行分析表明,北片各品质指标在不同品种和不同地点之间存在显著差异,且品种间的变异大于品种×地点互作及地点间。试点之间相比,北片各点籽粒硬度和千粒重显著高于南片(里下和试点除外),籽粒蛋白含量和SDS沉淀值各试点相差不大。品种间相比,北片参试品种的籽粒硬度、籽粒蛋白质含量、千粒重和SDS沉淀值普遍高于南片品种,其中北片依次分别为61,12.0%,44.8 g和11.0 mL,南片分别为44,11.5%,37.8 g和10.3 mL;北片品质性状变异幅度较小的品种频率高于南片,北片依次分别为66.2%,76.9%,78.5%和7.7%,南片分别为23.3%,39.5%,32.6%和7.0%。相关分析表明,品质性状间的关系与SKCS籽粒硬度大小有关,硬质麦籽粒硬度与SDS沉淀值和千粒重存在极显著正相关和极显著负相关,相关系数分别为0.38和-0.53,籽粒蛋白和SDS沉淀值呈显著正相关,相关系数为0.15;软质麦籽粒硬度与SDS沉淀值呈显著负相关,相关系数为-0.58,与千粒重无显著相关性,籽粒蛋白和SDS沉淀值呈极显著正相关,相关系数为0.55。     

小麦高分子量麦谷蛋白亚基及其遗传学研究进展

高分子量麦谷蛋白亚基是麦谷蛋白的重要组分,对小麦籽粒品质有重要作用。高分子量麦谷蛋白亚基的结构、组成类型、遗传等与品质密切相关。广泛深入分析和研究小麦高分子量麦谷蛋白亚基的结构特点、遗传特性及其作用机制对于小麦品质改良有重大意义。本文从高分子量麦谷蛋白亚基分离鉴定、分子构象、基因定位、遗传表现、新技术应用等方面,综述了HMW-GS及其遗传学研究进展。     

云南小麦籽粒硬度分布研究*

 硬度是小麦重要的品质性状之一，主要影响磨粉品质和食品加工品质。研究用云南省各地州有代表性的大面积主推品种39份调查了云南省小麦品种的籽粒硬度分布，结果表明云南省小麦籽粒硬度变化范围大,表现为硬质麦、软质麦和混合类型小麦共存，其中中等偏硬的小麦品种最普遍，占53.8%；中等偏软的比例最低，为7.7%；极端类型软质麦的比例较高，为17.9%。此外，云南省自育小麦品种的籽粒硬度与国内外品种差距不大。