小麦大穗材料西农9814外源物质的分子细胞遗传学检测

【目的】检测小麦品种西农9814的外源物质,分析其遗传基础,为西农9814的进一步改良及应用提供依据。【方法】以中国春为对照,以西农9814及其亲本临旱957和西农1718为供试材料,采用基因组原位杂交(GISH)、SCAR标记和微卫星(SSR)技术进行外源物质检测。【结果】通过GISH分析,推测西农9814是1BL-1RS或6BL-1RS的小麦-黑麦易位系;SCAR分析检测发现,西农9814和其亲本西农1718均含有黑麦1.5kb的1RS特征条带,通过SSR分析发现,在黑麦和西农9814中,1BS上的2对引物未扩增出1BS条带,而6BS上的2条引物扩增出了6BS条带,证实西农9814为黑麦的1BL/1RS易位系,而且为1RS的整臂易位。【结论】小麦品种西农9814为黑麦的1BL/1RS易位系。     

利用小麦-黑麦1BL.1RS易位系快速筛选F2群体中携带抗条锈病基因Yr15的纯合个体

【目的】为了从F₂分离群体中快速鉴定含Yr15基因的纯合个体，从而减少后续选择的工作量。【方法】利用感条锈病的小麦-黑麦1BL.1RS易位系与含Yr15基因的小麦品系杂交，利用基于寡核苷酸探针Oligo-1RNOR的简便NDFISH方法对F₂群体进行鉴定。【结果】可以快速筛选出不含1BL.1RS易位染色体的植株，这些植株含1对1B染色体。因1BS不与1RS发生重组，所以它们都是含有Yr15基因的纯合个体，他们的自交后代不会出现抗感分离。【结论】这一方法可以提高Yr15的应用效率。对于其他小麦染色体携带的抗病基因，也可以采用这一方式，利用不同的小麦-黑麦易位染色体，从分离世代中快速鉴定出含抗病基因的纯合个体。该方法有利于加快小麦育种进程。     

小麦1BL/1RS易位系的生化和分子标记鉴定

本文利用A-PAGE方法对87份供试的小麦材料进行了黑麦碱(secalin)检测,并进一步利用低分子量麦谷蛋白Glu-B3的STS-PCR标记以及与抗条锈病基因Yr9紧密连锁的Xgwm582标记对上述材料进行了1BL/1RS易位检测。结果表明,在87份材料中鉴定出了一种新的改良1BL/1RS易位系,该类易位系的特征是:含有来自1RS的抗条锈病基因Yr9、不含黑麦碱、具有Glu-B3基因、比一般1BL/1RS易位系具有明显偏高的SDS-沉降值。本研究中选用的生化标记和分子标记可以有效检测出育种材料中的1BL/1RS、非1BL/1RS以及改良1BL/1RS易位系。     

黑麦CenH3基因克隆及其在小麦1BL/1RS易位染色体中的定位

黑麦属蕴藏着丰富的遗传变异和改良小麦品质的优良基因,将其导入小麦能够拓宽小麦的遗传基础、丰富小麦的遗传变异。研究采用分子克隆技术获得黑麦CenH3基因的部分片段,并进行探针标记;同时,利用基因组原位杂交技术,筛选出32份1BL/1RS易位系;应用FISH技术,检测筛选出的32份1BL/1RS易位系,所有1BL/1RS易位系材料中均未发现黑麦CenH3基因的信号。但是,应用小麦和黑麦特异着丝粒DNA序列进行FISH检测,2个信号均出现在所有被检测的1BL/1RS易位系材料中。说明1BL/1RS易位染色体在不同小麦背景和山羊草属背景中均能稳定遗传,1RS的着丝粒DNA序列对1BS的着丝粒DNA序列有很好的补偿性,与小麦CenH3蛋白相互作用指导易位染色体正确分离且稳定遗传。     

1BL/1RS易位对SDS沉降值和HMW-GS的多样性效应

用46份来源于小麦品种绵阳11纯系和不同黑麦杂交后代的1BL/1RS纯合易位系为试验材料,研究了它们的HMW-GS组成的变异和与沉降值之间的关系.结果证明,1BL/1RS易位对小麦的沉降值的影响,取决于1RS供体的来源和染色体易位的性质,表明1BL/1RS易位对小麦品质影响的多样性.在这些易位系中,HMW-GS等位基因也可以发生不同的变异,从而以不同方式影响小麦的品质.对HMW不同亚基和SDS-沉降值变异的分析指出,与1亚基相关的沉降值极显著地大于等位亚基N相关的沉降值,与7+9亚基相关的沉降值显著地大于等位亚基7+8相关的沉降值,7+8、7+9相关的沉降值极显著地大于20亚基相关的沉降值.本实验为利用1BL/1RS易位的小麦优质育种提供了新的实验证据.     

小麦1BL/1RS易位系的检测

1BL/1RS小麦-黑麦易位对小麦的面包烘烤品质有很强的负面影响,快速准确地鉴定1BL/1RS易位对小麦的品质育种有重要意义。本文通过黑麦碱蛋白的SDS-PAGE电泳,分析比较了4个1BL/1RS小麦-黑麦易位相关基因的分子标记的特异性。结果表明,在供试的51份材料中,低分子量麦谷蛋白Glu-B3基因和黑麦碱蛋白Sec基因特异标记的PCR检测结果与蛋白电泳结果一致。同时也验证了一个多重PCR分子标记(Glu-B3引物和Sec-P1,P2引物复合)的可靠性。该共显性多重PCR分子标记不但能鉴定出1BL/1RS易位系,而且能鉴定出该位点的杂合情况,是适用于优质强筋小麦标记辅助选择的理想标记。     

甘肃省小麦品种(系)HMW-GS和1BL/1RS易位系测定及其对品质的影响

【目的】为甘肃省小麦品质育种改良及食品加工提供理论依据和实践指导.【方法】本研究应用SDS-PAGE及1BL/1RS易位系特异引物,测定了小麦亲本材料的HMW-GS组成、1BL/1RS易位系和品质状况.【结果】HMW-GS的Glu-A1位点有3种变异,Glu-B1位点7种,Glu-D1位点6种,优质亚基5+10的频率较低,仅占17.46%;共出现17种HMW-GS组合形式,N/7+8/2+12组合的频率最高;Glu-1总评分与沉淀值、面团稳定时间、面团形成时间、面筋指数等性状呈极显著正相关;26个小麦材料被鉴定为1BL/1RS易位系,占供试材料的41.27%;1BL/1RS易位系可显著降低与面筋质量有关的品质性状,使沉淀值、面筋指数、面团形成时间、面团稳定时间等品质指标显著降低,而对反映蛋白质数量的相关性状影响较小,蛋白质含量、湿面筋含量等指标在1BL/1RS易位系和非1BL/1RS易位系间无明显差异.【结论】甘肃小麦品种中优质HMW-GS亚基所占比例低,且1BL/1RS易位系所占比例较高,在小麦品质育种改良工作中需要继续引进优良材料作为亲本.     

1BL.1RS易位系对小麦籽粒性状的遗传效应分析

【目的】研究1BL.1RS易位对小麦籽粒特征的影响及其遗传效应,为小麦籽粒性状的遗传改良提供理论依据。【方法】以豫麦49/周麦16杂交后代的176个F5重组自交系为材料,于2008-2010年连续2年对籽粒性状进行分析,并结合SSR和STS标记对1BL.1RS染色体进行籽粒性状的QTL检测。【结果】小麦籽粒性状中粒长和密度因子主要受基因型影响,千粒质量、粒宽、周长、面积及形态因子等性状受基因型和环境及其互作的影响较大,1BL.1RS易位能显著提高千粒质量、粒长、粒宽、周长和面积,但对形态因子和密度因子影响不显著。千粒质量与粒长、粒宽和密度因子均呈极显著偏正相关;而粒长和粒宽呈极显著偏负相关。位于1BL.1RS染色体短臂上的HVM20-AF1/AF4标记区间携带有控制千粒质量、粒宽和面积的QTL,可解释17.2%～21.0%的表型变异;AF1/AF4-Xg-wm582标记区间存在有控制粒长和周长的QTL,分别解释21.5%和14.9%的表型变异;与Nor-4紧密连锁的形态因子QTL可解释12.2%的表型变异,受环境影响较大。【结论】1RS携带有提高千粒质量、粒长、粒宽、周长、面积及形态因子的QTL,通过分子标记跟踪选择1BL.1RS易位系可有效改良小麦籽粒性状,进而提高千粒质量和产量。     

小麦-黑麦1BL/1RS易位系在小麦育种中的应用及改良

小麦—黑麦1BL/1RS易位系因抗病、高产在小麦育种和生产中广泛应用,但在一定程度上也对小麦加工品质有着负面影响。文中综述了1BL/1RS易位系小麦的来源及在我国的利用状况,并提出了造成负效应的可能原因及其进行改良的可能方法,进而展望了1BL/1RS易位系在我国小麦育种中的研究前景。     

小麦-黑麦"单体附加法"杂交后代遗传变异分析

以“单体附加”法创制的82份小麦-黑麦远缘杂交后代株系为试验材料，对其醇溶蛋白带型、HMW-GS组成以及SDS-沉淀值的遗传变异进行了研究。结果发现：①63个株系在醇溶蛋白的ω区不同于小麦亲本绵阳11(MY11)，其中46份材料具有黑麦1RS特征带Gli-181，属于1BL／1RS易位系，另外的17个材料在ω区不同于MY11和1BL／1RS易位系，出现了一些新谱带或缺失了亲本的某些原谱带；②SDS-PAGE的电泳结果显示，试验材料在G1u-1三位点分别具有2、3、2个等位亚基，除了小麦亲本MY11的亚基类型外，还出现了4种非MY11亚基类型和7种不同于MY11的亚基组合类型；N、7 9在相应位点上的比例较高，分别为47．56％和41．46％．由此构成的组合N、7 9、5 10类型在7种变异组合中的比例较高；③试验材料的SDS-沉淀值变化范围(5．2～21．7mL)较大,变幅为16．5mL。由此可见,由这种方法创制的材料变异广泛、类型较丰富、这对丰富小麦遗传资源以及小麦品质的改良将会有重要作用。     

小麦-黑麦1BL/1RS易位系99/2439中蛋白激酶基因的克隆

[目的]克隆和分析小麦受体蛋白激酶基因片段。[方法]对经白粉菌诱导24 h的小麦-黑麦1BL/1RS易位系99/2439叶片中cDNA进行5′-RACE,获得小麦受体蛋白激酶基因的部分片段,并分析其蛋白质序列同源性。[结果]通过RACE获得了长度为1 708bp的小麦受体蛋白激酶基因片段。该片段的氨基酸序列(S1125)与基因Lrk19在641个氨基酸跨度内有86%相同,91%相似。S1125与小麦抗锈病基因Lrk10在636个氨基酸跨度内有84%相同,88%相似。S1125可能为丝氨酸-苏氨酸激酶。[结论]所克隆的小麦蛋白激酶基因片段与Lrk19基因和小麦抗锈病基因Lrk10具有较高的同源性。     

甘肃小麦种质资源1BL/1RS易位系和HMW-GS分子检测及品质性状分析

小麦1BL/1RS易位系和高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)是影响小麦加工品质的重要因素。为了明确甘肃小麦品种资源中1BL/1RS易位系的分布和HMW-GS组成情况,本研究采用多重PCR体系对552份小麦引进品种、育成品种和高代品系进行分子检测,分析了1BL/1RS和非1BL/1RS易位品种的容重、蛋白质、湿面筋、赖氨酸含量、SDS沉淀值等品质参数。结果表明:供试材料中检出1BL/1RS易位系202份,占总数的36.6%,冬小麦育成品种中易位系的分布频率(51.8%)显著高于引进品种(41.0%)和春小麦(31.1%)。Glu-1位点优质亚基Ax1/Ax2*、Dx5、Bx14和Bx7OE的分布比例依次是66.2%、52.5%、13.5%、1.0%,聚合多个优质亚基基因(位点)的品种频率较低。1BL/1RS易位和非1BL/1RS易位品种的容重和沉淀值参数差异达到显著水平(P0.05)。在遗传背景相似的情况下,Glu-B3位点的正常表达及Dx5优质亚基对1BL/1RS易位导致的品质变差有补偿作用。本研究结果对提高甘肃小麦品质改良效率具有科学指导意义和参考价值。     

小麦细胞质雄性不育系的分子细胞遗传学检测

利用 C-分带和 APAGE技术 ,对不同核型的具有粘果、易变、偏凸和二角山羊草细胞质的小麦雄性不育系进行了分子细胞遗传学标记检测。 APAGE分析发现 ,新不育系 5 - 1A和 7- 2 1A与 1BL/ 1RS易位型不育系77(2 )、82 2 2、偃师 9号、83(37) 6 5、80 (6 )同样均含有 1RS醇溶蛋白标记位点 Gld1B3。同时根尖染色体 C-分带显示5 - 1A和 7- 2 1A也含有 1RS端带。证明了 Gld1B3位点和 1RS端带可作为 1BL/ 1RS易位型不育系分子细胞遗传学标记。     

1BL/1RS易位系小麦品质性状相关基因等位变异分析

为了探讨1BL/1RS易位系在小麦品质育种中的潜在利用价值,利用小麦品质相关基因分子标记,明确了258份1BL/1RS易位系小麦品种(系)中5个相关基因型的分布规律。在258份1BL/1RS易位系小麦品种(系)中,Ppo-A1b和Ppo-D1a 2个基因型分布频率分别为58.2%和64.0%,Ppo-A1b/Ppo-D1a基因型所占比例为36.8%。这表明1BL/1RS易位系在低PPO活性小麦育种中具有应用价值。Psy-A1低黄色素等位变异基因型Psy-A1b仅占全部1BL/1RS易位系品种(系)的30.2%。在低黄色素小麦育种亲本组配中,应注意1BL/1RS易位系品种(系)的选择。硬质麦Pinb-D1b基因型所占比例为60.9%。在258份1BL/1RS易位系小麦品种(系)中,其中27份的基因型为Ppo-A1b/Ppo-D1a/Psy-A1b/Pind-D1b,这些品种(系)在小麦品质育种中有重要应用价值。穗发芽密切相关基因Vp1的等位基因Vp-1Ba、Vp-1Bb、Vp-1Bc所占比例分别为33.3%、3.1%、63.6%。     

用Glu-B3、Gli-B1和SEC-1b复合引物PCR检测普通小麦1BL/1RS易位系

 利用低分子量 (LMW )麦谷蛋白Glu B3的STS PCR标记、醇溶蛋白Gli B1的SSR标记和黑麦碱SEC 1b的STS PCR标记的复合PCR ,对 10个普通小麦品种、中优 950 7/CA963 2的 91个DH系和 2 8个F2 个体植株 ,进行了1BL/1RS易位系的检测。结果表明 ,中优 950 7/CA963 2的 3 9个DH系和CA963 2、晋麦 45、兰考 2 4、烟农 18、京冬 8等5个品种缺失 2个小麦贮藏蛋白位点的PCR产物 ,而拥有黑麦碱的PCR产物。利用PAGE和ELISA方法 ,对上述品种 (系 )进行了黑麦碱 (secalin)蛋白的检测 ,发现这些品种 (系 )均包含secalin ,与分子标记的检测结果吻合 ,是 1BL/1RS易位系。对 2 8个F2 单株的检测表明 ,该复合标记可以检测出早代 1BL/1RS的纯合和杂合植株     

T1BL.1RS易位染色体对小麦籽粒蛋白质含量的影响

以三交组合 (10 -A/ 88- 16 43/ /川育 12号 )的F9代群体的 5 3个稳定株系为供试材料 ,研究了T1BL .1RS易位染色体对小麦籽粒蛋白质含量的影响。结果表明 ,T1BL .1RS易位系的平均籽粒蛋白质含量极显著高于非易位系。在易位系群体内 ,籽粒蛋白质含量与穗粒数和千粒重间具有显著的简单相关 ,与千粒重间具有显著的偏相关 ;而在非易位系群体内 ,籽粒蛋白质含量与所测农艺性状及经济性状间的简单相关和偏相关均不显著。这些结果说明 ,T1BL .1RS易位染色体不但影响籽粒蛋白质含量 ,而且还对籽粒蛋白质含量与部分经济性状间的简单相关和偏相关具有影响作用。     

几种鉴定小麦背景中1BL/1RS易位染色体的分子标记方法比较研究

对 5种鉴定小麦背景中 1BL/ 1RS易位染色体的生化和分子标记方法 ,包括酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳 (A PAGE)、荧光原位杂交 (FISH)、RFLP、RAPD和特异性PCR标记 ,进行比较研究。结果表明 ,RAPD标记难以鉴定1BL/ 1RS易位染色体 ,其余均能对 1BL/ 1RS易位染色体进行有效鉴定。FISH和RFLP方法比较费时费力且花费昂贵 ,而特异性PCR标记又在一定程度上受模板DNA浓度的影响。据此认为 ,APAGE方法是一种简单、快速、经济有效的方法 ,最易于在小麦育种选择中应用