小麦品种（系）面筋强度、PPO活性、黄色素含量和相关基因的分子标记检测

为给小麦品质育种筛选亲本材料，并进一步验证相关标记的有效性和实用性，利用5个小麦品质性状基因的分子标记[包括高分子量麦谷蛋白亚基（HMW2GS）Dx5和By8标记、1B／1R易位系特异性SCAR标记、位于2AL染色体的PPO活性基因Ppo2A1的标记PP018、位于7AL染色体与黄色素含量相关的八氢番茄红素合成酶（Phytoenesynthase，PSY）基因Psy2A1的标记YP7A1对194份小麦品种和优良新品系进行了基因等位变异检测。结果表明：（1）在所检测的小麦品种（系）中，Dx5、By8、1B／1R易位系、PSY和籽粒PPO活性基因等位变异存在一定差异。其中，含Dx5的材料53份，占27．3％，含By8和1B／1R易位系的材料分别为71分和64份，占36．6％和33．0％：含低PPO活性等位变异Pp02A1b的等位变异材料99份，占51．0％；含低黄色素含量等位变异基因Psy2A1b的材料83份，占42．8％。（2）194份材料中品质性状基因皆符合要求的只有一个品种（郑麦991），聚合多个优良性状的品质改良工作急需加强。（3）本试验使用的标记均为基因特异性标记，重复性好、准确率高，可有效地应用于小麦品质改良的分子标记辅助选择。     

小麦黄色素含量、多酚氧化酶活性和1B/1R异位相关基因的分子标记检测

利用与黄色素含量、多酚氧化酶(PPO)活性和1B/1R异位系性状相关的分子标记对158份小麦(Triticum aestivum L.)材料进行分析,从而了解其色泽品质状况,并为高白度、低PPO活性小麦育种提供优异亲本资源。结果表明,低PPO活性相关等位基因Ppo-A1b和Ppo-D1a的分布频率分别为57.6%和67.7%,低黄色素含量相关等位变异Psy-A1b和Psy-B1b的频率分别为47.5%和60.1%,高黄色素含量相关等位基因Psy-B1c的出现频率为5.1%,1B/1R异位系的分布频率为21.5%。158份材料中同时携带低黄色素含量、低PPO活性等位变异组合,且为非1B/1R异位系的材料有16份,频率为10.1%,可用于高白度面粉小麦品种的选育。     

中国小麦品种黄色素含量基因等位变异分子检测及其分布规律研究

【目的】八氢番茄红素合成酶（phytoene synthase,Psy）基因是影响小麦黄色素含量的关键基因,利用分子标记检测中国冬小麦品种（系）Psy-A1基因的等位变异及其与黄色素含量的关系,进一步验证Psy-A1基因分子标记的有效性。【方法】利用7A染色体上Psy-A1基因的分子标记YP7A检测该基因在中国217份冬小麦品种（系）中的等位变异,分析不同等位变异与黄色素含量的相关性及变化趋势。【结果】Psy-A1基因标记YP7A为共显性标记,在高、低黄色素含量的小麦材料中分别扩增出194 bp和231 bp片段,相应的等位基因为Psy-A1a和Psy-A1b（GenBank编号分别为EF600063和EF600064）。在217份冬小麦品种（系）中,含有等位基因Psy-A1a和Psy-A1b的品种(系)分别占62.2%和37.8%,二者黄色素含量平均值差异达到极显著水平（P＜0.01）。其中,北方冬麦区、黄淮冬麦区、长江中下游冬麦区及西南冬麦区Psy-A1a等位基因的分布频率分别为75.0%、72.0%、25.9%和33.3%。【结论】分子标记YP7A可以作为小麦品种黄色素含量选择的辅助工具。     

贵州小麦品种(系)籽粒低PPO活性种质资源筛选

[目的]筛选出小麦籽粒低多酚氧化酶(PPO)活性的种质资源,为贵州小麦籽粒品质的遗传改良及育种提供参考依据.[方法]以生产中表现优异的135份贵州小麦品种(系)为材料,采用苯酚染色法进行染色,在此基础上以STS分子标记(PPO16、PPO18和PPO29)检测小麦PPO活性相关基因,并通过Fragment AnalyzerTM毛细管电泳鉴定相关基因,进而对小麦籽粒低PPO活性基因的组成进行鉴定和筛选.[结果]135份小麦材料籽粒经苯酚染色后,有4份材料未染色(A级),9份呈浅绿色(B级),65份材料呈棕色(C级),57份材料呈黑色(D级).STS分子标记检测结果表明,在A级和B级材料中检测到10份材料含Ppo-A1b基因、4份材料含Ppo-D1a基因,其中4份材料同时含有Ppo-A1b/Ppo-D1a基因,分别是贵麦2号、惠水1-23、石无芒和08-9选单-2-7;在C级材料中检测到3份材料含Ppo-A1b基因、17份材料含Ppo-D1a基因,其中1份材料(贵农08-9)同时含有Ppo-A1b/Ppo-D1a基因;在D级材料中均未检测到Ppo-A1b和Ppo-D1a基因.[结论]采用苯酚染色法结合STS分子标记检测可对小麦籽粒是否含低PPO活性基因进行准确鉴定.贵麦2号、惠水1-23、石无芒、08-9选单-2-7和贵农08-9等5份含有双低PPO活性基因(Ppo-A1b/Ppo-D1a)的种质资源,可作为亲本材料直接用于小麦籽粒低PPO活性遗传改良及新品种选育.     

扬麦系列品种品质性状相关基因的分子检测

【目的】明确扬麦系列品种品质基因分布,为遗传育种和生产上应用扬麦品种提供参考。【方法】以21份扬麦系列品种的单系纯种为材料。采用SKCS-4100型单粒谷物特性测定仪测定籽粒硬度。采用功能性标记和聚丙烯酰胺凝胶电泳分离技术对硬度、低分子量谷蛋白亚基（LMW-GS）、编码直链淀粉合成关键酶的Wx、多酚氧化酶（PPO）、黄色素含量（PSY）和穗发芽抗性（Vp1）基因进行鉴定,利用SDS-PAGE蛋白质电泳技术对高分子量谷蛋白亚基（HMW-GS）和Wx蛋白亚基进行鉴定分析。【结果】籽粒硬度分析表明21份扬麦系列品种材料中,软麦有16份,频率为76.19%,而硬麦和混合麦仅为19.05%和4.76%。分子检测表明硬麦和混合麦材料中有4份为pinb-D1b硬度基因突变,频率为供试材料的19.05%,其硬度指数均在60左右;16份软麦材料中未发现pinb-D1b硬度基因突变。HMW-GS分布情况为:Glu-A1位点1和Null频率分别为38.10%和61.90%,Glu-B1位点7+8和7+9频率分别为57.14%和42.86%,Glu-D1位点2+12和5+10频率分别为85.71%和14.29%。LMW-GS以“Glu-A3c,Glu-B3g”基因型为主,Glu-A3位点Glu-A3c和Glu-A3d基因型频率分别为90.48%和9.52%,Glu-B3位点Glu-B3g和Glu-B3i基因型频率分别为95.24%和4.76%。Wx分子检测表明仅扬麦13为Wx-B1b突变型;Wx蛋白电泳分析表明仅扬麦13和扬麦5号Wx-B1位点蛋白亚基缺失。2AL位点上高PPO活性基因型Ppo-A1a和低PPO活性基因型Ppo-A1b的频率分别为52.38%和42.86%,2DL位点低PPO活性基因型Ppo-D1频率为90.48%。高和低黄色素含量标记基因Psy-A1a和Psy-A1b,频率分别为19.05%和80.95%。穗发芽抗性基因功能标记Vp1B3扩增出抗穗发芽Vp1Bc和感穗发芽Vp1Ba两种基因型,频率分别为90.48%和9.52%。【结论】扬麦系列品种多数为弱筋小麦,这与其pinb-D1位点为pinb-D1a、Glu-A1和Glu-D1位点多为Null和2+12、Glu-A3多为c有关,可用作弱筋小麦育种的亲本;扬麦158和扬麦16等品种中筋品质优良,可能主要与其pinb-D1位点发生变异有关,在中筋品质改良中应加强pinb-D1位点变异的选择;扬麦1号、扬麦4号、扬麦5号、扬麦9号、扬麦18、扬麦19和扬麦22携有低PPO活性和低黄色素含量基因,可用作改良面粉白度和色泽的亲本;扬麦2号、扬麦4号和扬麦5号Glu-D1位点为“5+10”亚基,扬麦13和扬麦5号Wx-B1蛋白缺失,为扬麦系列品种中少有的优质性状,可用于改良中筋小麦的蛋白质和淀粉品质。     

黄淮麦区小麦黄色素含量基因等位变异的分子检测

利用功能标记YP7A、YP7A-2、YP7B-1、YP7B-2、YP7B-3、YP7D-1和YP7D-2对168份供试材料的Psy-A1、Psy-B1和Psy-D1位点的等位基因进行分子检测,研究黄色素含量基因在黄淮麦区小麦品种中的分布情况.结果 表明:在Psy-A1位点,共检测到Psy-A1a和Psy-A1b 2种等...     

渭北旱塬冬小麦籽粒PPO活性和YP含量基因型的分子检测

籽粒多酚氧化酶(PPO)活性和黄色素(YP)含量是影响小麦面粉白度的2个重要因素。为了解渭北旱塬冬小麦控制PPO活性(Ppo-A1和Ppo-D1)和YP含量(Psy-A1和Psy-B1)基因位点的等位变异组成和分布,本研究利用其功能标记PPO16、PPO18、PPO29、YP7 A、YP7 A-2、YP7 B-1和YP7 B-2,对46份渭北旱塬小麦品种的4个位点等位变异进行检测与分析。结果表明,渭北旱塬小麦品种在控制PPO活性Ppo-A1位点存在2种等位变异,即Ppo-A1 a和Ppo-A1 b,分别占48.3%和54.3%;在Ppo-D1位点也存在2种等位变异,即Ppo-D1 a和Ppo-D1 b,分别占54.3%和48.3%。2个位点存在4种等位变异组合类型,即Ppo-A1b/Ppo-D1 a(最低PPO活性)、Ppo-A1a/Ppo-D1 b(最高PPO活性)、Ppo-A1b/Ppo-D1 b(较低PPO活性)、Ppo-A1a/Ppo-D1 a(较高PPO活性),分别占34.8%、28.2%、17.4%、9.6%。在控制YP含量Psy-A1位点存在2种等位变异,即Psy-A1 a和Psy-A1 b,分别占56.5%和43.5%,没有发现含Psy-A1 c等位变异品种;在Psy-B1位点,存在3种等位变异,其中以Psy-B1 a为主(52.2%),Psy-B1 b次之(41.3%),Psy-B1 c较少(6.5%)。控制YP含量2个主效位点存在6种不同变异组合类型,以Psy-A1 a/Psy-B1 a(较高YP含量)比例最高(39.1%),Psy-A1 b/Psy-B1 b(最低YP含量)(28.3%)次之,其次为Psy-A1 a/Psy-B1 b(中等YP含量)(13%)和Psy-A1 b/Psy-B1 a(较低YP含量)(13%),以Psy-A1 a/Psy-B1 c(最高YP含量)(4.3%)和Psy-A1 b/Psy-B1 c(2.1%)比例最低。总体来看,渭北旱塬地区小麦含低PPO活性的基因等位变异组合所占比例较高,较高YP含量的等位变异组合所占的比例较高。     

中国79个小麦品种(系)抗条锈病评价及基因分子检测

【目的】了解中国小麦品种的条锈病抗性水平,掌握条锈病抗性基因的分布与利用情况,加强小麦品种的合理应用,促进品种布局与推广,延长品种使用年限,保障小麦生产安全。【方法】在温室中采用条锈菌CYR32、CYR33、G22-9、G22-14对中国小麦主产区的79个小麦品种(系)进行苗期抗性鉴定,喷雾接种的幼苗在(10±1)℃的黑暗保温桶中保湿12—18 h,取出置于白天16—18℃,夜晚14—16℃温室中,光周期为L﹕D=16 h﹕8 h,15 d后按0—9级分级标准进行调查;在河北廊坊大田中采用条锈菌CYR32、CYR33对79个小麦品种(系)进行成株期抗性鉴定,接种适期为小麦拔节期,接种前3 d灌水确保田间土壤温度。采用1 g夏孢子﹕300 m L矿物油的条锈菌夏孢子悬浮液喷雾接种诱发行感病品种铭贤169,待矿物油晾干后,喷水并覆塑料薄膜保湿12—16 h,待充分发病后调查病害的普遍率、严重度和侵染型,调查两次,以最高等级作为病情发病的级数;利用小麦抗条锈病基因Yr5、Yr10、Yr18、Yr26和1B/1R易位系的相应分子标记Wmc175F/R、SC200F/R、cs Lv34 F/R、We173 F/R和AF1/AF4对供试小麦进行分子检测;结合系谱分析、抗病性鉴定和分子检测结果分析确定参试小麦品种的抗性基因情况。【结果】在所有的参试小麦品(系)中,苗期对CYR32和CYR33均具有抗性的16份,占20.3%;对条锈菌致病类型G22-9和G22-14均具有抗性的4份,占5.1%;对CYR32、CYR33、G22-9和G22-14这4个小种均具有抗性的4份,占5.1%;成株期对CYR32和CYR33表现中抗及以上水平的24份,占30.4%;对CYR32表现全生育期抗性的12份,占15.2%;对CYR33表现全生育期抗性的16份,占20.3%;对CYR32和CYR33均表现全生育期抗性的11份,占14.0%。苗期对4个菌系均具有抗性并且成株期对CYR32和CYR33表现中抗或以上水平的共4份,占5.1%。结合系谱分析、抗病性鉴定和分子检测结果得出,供试小麦品种中4份携带Yr5,占5.1%;8份携带Yr10,占10.1%;3份携带Yr18,占3.8%;仅1份携带Yr26,占1.3%;35份携带1B/1R,占44.3%;4份携带2个抗性基因;远丰139携带Yr5、Yr10和Yr26。【结论】中国主产麦区的79个小麦品种(系)对当前条锈菌流行小种抗性水平普遍较低,1B/1R易位系使用率依然较高,在今后的育种工作中应加大Yr5、Yr18等有效抗性基因的利用,育成多基因聚合的有效持久抗性品种,进一步减少对1B/1R易位系的使用。     

小麦2D染色体上多酚氧化酶（PPO）基因STS标记的开发与应用

 【目的】开发出小麦籽粒PPO活性的分子标记,并对新标记的应用进行研究,为面制食品外观品质的改良提供参考。【方法】根据一条由小麦2D染色体上PPO基因编码的mRNA序列（GenBank：AY515506）设计引物,对7个高PPO活性和7个低PPO活性小麦品种进行PCR扩增,筛选出有差异的引物,对130份小麦品种资源进行检测,验证不同带型与PPO活性的相关性,并利用一套中国春缺体、四体及双端体对STS标记进行染色体定位。在此基础上,结合一个位于小麦2A染色体上的PPO基因分子标记（PPO18）,对新开发的标记在小麦低PPO活性分子标记辅助选择中的作用进行评价。【结果】在AY515506的不同位置共设计了8对引物,其中一对引物（STS01）在高、低PPO活性材料中表现出多态性。该引物在7个低PPO活性的材料中能扩增出560 bp的目标片段,在7个高PPO活性的材料中没有扩增出目标片段,利用中国春缺体、四体及双端体最终将该标记定位在2D染色体长臂上。利用该标记检测130份小麦品种,结果表明有75个品种可以扩增出560 bp的目标片段,其PPO活性均值为221.08 A475/（min•g•103）;55个品种没有扩增出目标片段,PPO活性均值为309.98 A475/（min•g•103）,方差分析表明两者的差异达极显著水平（P＜0.01）。利用STS01和PPO18共同检测后发现,130份品种中,有37个品种的双标记扩增均表现出高活性带型（H1H2）,这些品种PPO活性的均值为337.82 A475/（min•g•103）,显著高于其它几种扩增带型品种的PPO活性均值（P＜0.01）。32个双标记扩增均表现为低活性带型（L1L2）的小麦品种PPO活性值普遍较低,可作为改良面制食品外观品质的候选亲本。【结论】STS01是一个位于小麦2D染色体长臂上PPO基因分子标记,可以在小麦PPO活性分子标记辅助选择中加以应用。     

小麦多酚氧化酶活性的品种间差异及其遗传分析研究进展

PPO活性高低是影响面条等食品色泽及其品质的关键因素,遗传改良是降低PPO活性的有效途径.采用全麦粉法测定了131份小麦品种,其两年PPO活性相关极显著,r＝0.839;扬麦158×淮麦18组合376个F2单株和F3株系PPO活性呈高度相关,r＝0.727;用邻苯二酚代替多巴,检测了(烟农19×安农0016)F3代的117个株系,2种方法测定的PPO活性相关系数高达0.907.对上述杂交组合后代群体的遗传分析表明,PPO活性主要受两对主基因控制.根据GenBank(AY515506)设计引物,其中STS01在高低PPO活性的材料中产生了差异.131份小麦品种中有76个品种扩增出560 bp的目标片段,PPO活性均值为221.44,55个品种没有扩增产物,PPO活性均值为309.98,两者差异达到1%显著水平.将STS01 与中国农业科学院作物所开发的分子标记PPO18进行协同效应分析表明,两者为独立遗传的小麦籽粒PPO活性STS分子标记.PPO活性的检测表明,我国大面积种植的一些小麦品种PPO活性差异很大,说明遗传改良具有很大的潜力.2年试验筛选出渝02321、宁麦9号、02P157、02Y151、34-th195、宁0076、鄂麦19等 12个低PPO活性的品种资源.     

北方麦区小麦品种高分子量谷蛋白亚基组成及其与品质性状的关系

为了解北方麦区小麦品种的遗传多样性,挖掘可供利用的优异高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)类型,为品质改良提供基础材料,利用聚丙烯酰胺凝胶电泳方法(SDS-PAGE),分析了172份北方麦区部分小麦品种的HMW-GS组成,并对其与蛋白质含量和沉降值之间的关系进行了研究。结果表明:Glu-A1、Glu-B1和Glu-D1分别具有3种、6种和3种不同的亚基类型。亚基1、7+9和5+10在各自位点上出现的频率最高,分别达到了54.07%、48.26%和49.42%。3个位点亚基对蛋白质含量的效应可分别表示为:1≥2*Null,13+16≥14+15≥17+18≥7+87+96+8,5+102+124+12;对沉降值的作用可分别表示为:2*≥1Null,14+15≥17+187+8≥13+167+96+8,5+102+124+12。亚基组成类型共有24种,在蛋白质含量水平上,亚基组成1/14+15/5+10、1/14+15/2+12、1/7+8/5+10、1/17+18/5+10和1/7+9/5+10相对较高;在沉降值水平上,亚基组成1/14+15/5+10、1/17+18/5+10、1/7+8/5+10、2*/7+9/5+10和1/14+15/2+12相对较高。综上所述,在24种亚基组成类型中没有发现明显优势的组合类型,优质亚基2*、17+18和14+15出现的频率较低。江苏省中筋和弱筋小麦品种选育,应结合蛋白质含量、沉降值和亚基组成进行改良。     

甘肃冬小麦品种（系）抗条锈基因Yr18的鉴定及其转育

【目的】了解抗锈基因Yr18在甘肃省冬小麦新品种(系)中的分布,验证标记的有效性,选育慢锈小麦新品种。【方法】以含Yr18基因的CP90-02-4-1为抗源,以洮157为农艺亲本组配杂交组合,培育小麦新品系,并利用分子标记csLV34和形态标记Ltn1对42份冬小麦新品种(系)、21份抗源亲本及洮157衍生后代进行Yr18基因鉴定。【结果】(1)csLV34有2种多态性,凡含有Yr18的材料均能扩增出150 bp的片段,不含Yr18的材料能扩增出229 bp的片段。但Ltn1对应的叶干尖不具有唯一性。(2)检测材料Yr18的分布频率低,主要原因是亲本携带目标基因的频率低。(3)以含慢条锈基因Yr18的材料为抗源,改良高产优质抗性丧失栽培种的可操作性强,是培育丰产、优质抗条锈小麦新品种的有效途径。【结论】标记csLV34可用于慢条锈基因Yr18的分子标记辅助选择,但叶干尖不能准确鉴别小麦品种(系)携带Ltn1;冬小麦新品种(系)Yr18的分布频率低,但Yr18的转育效率高。     

四川近年小麦区试品系中Yr5、Yr10和Yr15的分子标记检测

为了有效的利用近年来在四川具有稳定抗条锈病的3个抗性基因Yr5、Yr10和Yr15,利用Yr5基因的CAPS标记及方法、Yr10基因的SCAR标记及方法、Yr15基因的SSR标记及方法,筛选了2004、2005年度四川省小麦区试中抗条锈的小麦材料,发现在总共72份材料中,有4份材料有Yr5基因的CAPS标记带,1份材料有Yr10基因的SCAR标记带,8份材料有Yr15基因的SSR标记带。说明这三个抗锈基因在四川小麦育种中还有很大的应用前景。     

浙江近年育成粳稻新品种(系)部分抗病虫基因的分子检测与育种应用

为明确浙江省近年育成常规晚粳稻品种(系)的稻瘟病、白叶枯病、褐飞虱等抗性基因的分布情况,利用分子标记检测分析了11个抗稻瘟病基因(Pita、Pib、Pigm、Pikh/Pi54、Pi9、Pi1、Pi2、Pi5、Pit、Pb1、Pikm),2个抗白叶枯基因(Xa21、Xa23)和2个抗褐飞虱基因(Bph14、Bph15)在61个晚粳稻品种(系)分布情况。结果表明:稻瘟病抗性基因检出率最高的为Pib,分布频率为91.80%,Pikm、Pi2、Pita的分布频率分别为68.85%、67.21%、63.93%,Pit、Pi5、Pi9、Pikh/Pi54检出频率分别为34.43%、32.79%、26.23%、24.59%;Pb1、pigm检出率较低,分别为6.56%、1.64%;Pi1基因未检出;抗褐飞虱基因Bph14、Bph15检出率分别为6.56%、11.48%;抗白叶枯基因Xa21、Xa23在61个被检测品种(系)中无分布。利用分子标记辅助选择将Xa23、Bph14、Bph15导入粳稻中并验证了抗性,结果表明,以上基因均具有较好的抗性。初步明确了浙江省新育成61个常规晚粳稻品种(系)的抗病虫基因分布情况,研究结果将为今后利用分子标记辅助技术将目标抗性基因转移到待改良品种中培育广谱多抗水稻新品种提供依据。     

分子标记检测矮秆基因Rht-B1b、Rht-D1b和Rht8在我国小麦中的分布

利用分子标记检测矮秆基因在我国主要麦区的分布,有助于提高小麦产量和改良株高。本研究利用小麦矮秆基因Rht-B1b、Rht-D1b的4对特异性分子标记,BF与MR1、BF与WR1、DF与MR2、DF2与WR2,以及微卫星Xgwm261标记对我国小麦主产区小麦主栽品种中矮秆基因Rht-B1b、Rht-D1b和Rht8的分布情况进行了分子标记鉴定。结果表明:1)在鉴定的129个品种中,58份含有Rht-B1b基因,占45.0%;24份含有Rht-D1b基因,占18.6%;73份含有Rht8基因,占56.6%;35份品种含有2个矮秆基因Rht-B1b和Rht8,占27.1%;16份品种含有Rht-D1b和Rht8基因,占12.4%。本研究未检测到同时含有Rht-B1b、Rht-D1b和Rht8这3个矮秆基因的品种,以及同时含有Rht-B1b和Rht-D1b的品种;2)3个矮秆基因Rht-B1b、Rht-D1b和Rht8在各个生态区育成品种中的分布频率也不同。矮秆基因Rht-B1b和Rht8在黄淮冬麦区的分布频率较高,分别为55.4%和71.1%;Rht-D1b基因在西南冬麦区的分布频率较高,为37.5%;矮秆基因Rht8在不同的麦区都有广泛的分布,在不同的生态区具有广泛的适应性。