新疆小麦品种Glu-A3和Glu-B3位点等位变异的分布

为给新疆小麦品质育种提供理论依据,利用Glu-A3、Glu-B3位点上的17个STS标记检测了185份新疆冬、春小麦品种Glu-A3和Glu-B3位点的等位变异。结果表明,新疆小麦品种以Glu-A3c、Glu-B3a和Glu-B3j亚基为主,其分布频率分别为64.86%、22.70%和17.84%。新疆冬、春小麦品种在Glu-A3位点上均以Glu-A3c亚基为主,分布频率分别为63.30%和67.11%;在Glu-B3位点上,新疆冬、春小麦品种分别以Glu-B3j和Glu-B3a为主,分布频率分别为22.02%和26.32%。新疆冬、春小麦农家品种亚基类型较少,冬小麦农家品种仅有5种类型（以Glu-A3c和Glu-B3i为主）,春小麦农家品种有10种类型（以Glu-A3c和Glu-B3d为主）。引进品种和自育品种亚基类型丰富,冬小麦引进品种以Glu-A3c和Glu-B3i为主,分布频率为12.84%和6.42%;春小麦引进品种以Glu-A3c和Glu-B3j为主,分布频率为17.11%和6.58%。冬小麦自育品种以Glu-A3c和Glu-B3j亚基类型为主,分布频率为45.87%和18.35%;春小麦自育品种以Glu-A3c和Glu-B3a亚基类型为主,分布频率为36.84%和18.42%。     

冬小麦品种高低分子量麦谷蛋白亚基的分子标记检测

为了通过育种手段尽快改良小麦加工品质,利用Dx5、By8、By9、By16、Glu-A3、Glu-B3和1B.1R的特异性分子标记对221份中国冬小麦品种（系）进行HMW-GS、LMW-GS基因的等位变异及1B.1R易位系检测,结果表明：（1）在所检测的小麦品种（系）中,含Dx5、By8、By9的材料依次为58、79、119份,频率依次为26.2%、35.7%、53.8%;未检测到含By16的材料。（2）在所检测的小麦品种（系）中,Glu-A3位点上,含Glu-A3a、Glu-A3b、Glu-A3c、Glu-A3d的材料依次为30、1、111、79份,频率依次为13.6%、0.5%、50.2%、35.7%;未检测到携带Glu-A3e、Glu-A3f、Glu-A3g的材料;Glu-B3位点上,含Glu-B3d、Glu-B3g、Glu-B3f、Glu-B3h的材料较多,依次为64、47、18、11份,频率依次为29.0%、21.3%、8.1%、5.0%,含Glu-B3a、Glu-B3b、Glu-B3c、Glu-B3i的材料很少,依次为1、3、2、4份,频率依次为0.5%、1.4%、0.9%、1.8%;含1B.1R易位系的材料（即Glu-B3j类型）71份,频率为32.1%;未检测到含Glu-B3e的材料。（3）在所检测的小麦品种（系）中含最优亚基组合By8、Dx5、GluA3d、GluB3d的材料只有2份,频率为0.9%,说明聚合多个优良基因的小麦品质改良工作急需加强。     

陕西小麦 Glu A3和 Glu B3位点等位变异的检测和分析

低分子量谷蛋白亚基（LMWGS）与小麦品质密切相关。为了给陕西小麦的品质改良提供参考依据,采用STS分子标记,检测了175份陕西小麦品种（系） GluA3和 GluB3位点的等位变异组成。结果表明,陕西小麦 GluA3位点存在4种等位变异,即 GluA3a、 GluA3b、 GluA3c和 GluA3d,分别占12.6%、1.7%、58.3%和27.4%; GluB3位点存在8种等位变异,即 GluB3a、 GluB3b、 GluB3d、 GluB3e、 GluB3f、 GluB3g、 GluB3i和 GluB3j,分别占4.6%、2.9%、45.7%、0.6%、2.9%、8.5%、4.0%和30.8%。在陕西不同地区小麦之间,两个位点等位变异的种类、组合及其分布比例存在差异,这可能与地区间不同的自然地理环境、饮食习惯、育种目标及亲本选择有关。     

黄淮麦区小麦品种高分子量谷蛋白亚基组成分析

对黄淮麦区育成推广品种(59个)、2003～2004年度国家黄淮南片和江苏省区试参试品种(42个)、徐州农科所育成的高代品系以及一些育种亲本材料,共计309个品种(材料)的高分子量谷蛋白亚基组成进行了分析.结果共发现了32个亚基组成类型和16个等位基因变异.在Glu-A1位点发现了Glu-A1a、Glu-A1b、Glu-A1c 3个等位基因;在Glu-B1位点发现了Glu-B1a、Glu-B1b、Glu-B1c、Glu-B1d、Glu-B1e、Glu-B1f、Glu-B1g、Glu-B1h、Glu-B1i、Glu-B1k共10个等位基因;在Glu-D1位点发现了Glu-D1a、Glu-D1b、Glu-D1d 3个等位基因.以Glu-B1位点的变异最为丰富.在这3个位点上分别以等位基因Glu-A1c(null)、Glu-B1b(7 8)和Glu-D1a(2 12)为主,其出现频率分别为58.58%、58.90%和77.99%.高分子量谷蛋白亚基组成以(null,7 8,2 12)和(1,7 8,2 12)为主,分别占所有品种的32.69%和16.18%.在育成推广品种和参试品种中,等位基因变异均为11个;而亚基组成类型则分别为16个和13个.优质高分子量谷蛋白亚基5 10在所有材料、59个已审定推广品种和42个参试品种中的出现频率分别为20.4%、27.1%%和21.4%,频率均较低.这表明新近育成的品种在优质亚基的构成上并未取得较大进展,优质强筋小麦的品质育种还有较大的发展空间.试验结果也表明,黄淮冬麦区小麦品种的高分子量谷蛋白亚基组成类型和等位基因变异较为丰富,但其变异分布很不均匀,存在明显的优势亚基和组成类型.     

四川小麦品种高、低分子量麦谷蛋白基因和1B/1R易位的分子标记鉴定

为给四川小麦品质育种提供参考信息,利用7个HMW-GS、17个LMW-GS和1个1B/1R易位的特异分子标记,对105份2000年后育成的四川小麦品种进行上述基因检测。结果表明:(1)针对HMWGS,在Glu-A1位点,含Ax2*的品种有2份,频率为1.9%;在Glu-B1位点,含Bx7、Bx20、Bx17、By8和By9的品种分别有73、26、4、45和30份,频率分别为69.5%、24.8%、3.8%、42.9%和28.6%,未检测到含Bx7OE的品种;在Glu-D1位点,含Dx5的品种有65份,频率为61.9%。(2)针对LMW-GS,在Glu-A3位点,含Glu-A3a、Glu-A3b、Glu-A3c、Glu-A3d和Glu-A3f的品种分别有2、2、63、29和9份,频率分别为1.9%、1.9%、60.0%、27.6%和8.6%,未检测到含Glu-A3e和Glu-A3g的品种;在Glu-B3位点,含Glu-B3b、Glu-B3d、Glu-B3f、GluB3g和Glu-B3i的品种分别有18、10、1、75和1份,频率分别为17.1%、9.5%、1.0%、71.4%和1.0%,未检测到含Glu-B3a、Glu-B3c、Glu-B3e和Glu-B3h的品种。(3)含1B/1R易位的品种有36份,频率为34.3%。(4)组合6种和5种以上优质基因的品种分别有2份(频率为3.8%)和15份(频率为14.3%)。可利用这些品种作为亲本,在四川小麦品质育种中逐步导入优质基因Ax2*、Bx7、By8、Dx5、Glu-A3d、Glu-B3d、Glu-A3b和Glu-B3b,并淘汰1B/1R易位,优化四川小麦面筋优质基因组成。     

陕西小麦品种（系）籽粒黄色素含量基因的检测及其分布

为了解陕西小麦Psy-A1和Psy-B1位点控制籽粒黄色素含量基因的等位变异组成和分布,利用其功能标记YP7A、YP7A-2、YP7B-1、YP7B-2和YP7B-3,对176份陕西小麦品种(系)的2个位点等位变异进行检测与分析.结果表明,在Psy-A1位点,陕西小麦品种(系)存在2种等位变异,即Psy-A1a(高黄色素舍量)和Psy-A1b(低黄色素含量),各占50.0%,没有发现含Psy-A1c等位变异的品种(系);在Psy-B1位点,陕西小麦品种(系)内存在3种等住变异,其中以Psy-B1b(低黄色素含量)为主(65.3%),Psy-B1a(中等黄色素含量)次之(27.3%),Psy-B1c(高黄色素含量)较少(7.4%),没有发现舍Psy-B1d等位变异的品种(系).不同变异组合类型的平均分布比例表现不同,Psy-A1b/Psy-B1b组合类型所占的比例最高,为39.2%;其次是Psy-A1a/Psy-B1b组合类型,为26.1%;组合Psy-A1a/Psy-B1a(17.6%)、Psy-A1b/Psy-B1a(9.7%)和Psy-A1a/Psy-B1c(6.3%)比例较低,Psy-A1b/Psy-B1c(1.1 %)所占比例最低.不同地区不同等位变异及其组合类型的分布比例不同.总体来看,陕西小麦品种(系)中低黄色素含量的等住变异类型所占的比例较高.陕西不同地区育种目标和种植要求的差异,造成了不同地区小麦品种黄色素含量基因组成的不同.本研究所用分子标记扩增出的PCR奈带清晰,且稳定性好,可作为小麦黄色素含量分子标记辅助选择的有效工具.     

宁夏小麦黄色素含量相关基因的组成与分布

选育低黄色素含量品种是宁夏小麦品质改良的重要目标之一。为阐明宁夏小麦中控制籽粒黄色素含量基因TaZds-A1和TaZds-D1的组成及分布特点,利用其功能标记YP2A-1和YP2D-1对91份小麦品种进行检测与分析。结果表明,在TaZds-A1位点,等位变异TaZds-A1a(与低黄色素含量相关)和TaZdsA1b(与高黄色素含量相关)分别占59.3%和40.7%;在TaZds-D1位点,等位变异TaZds-D1a(与高黄色素含量相关)占95.6%,TaZds-D1b(与低黄色素含量相关)仅占4.4%。宁夏小麦黄色素含量基因位点存在4种等位变异组合类型:以TaZds-A1a/TaZds-D1a(57.1%)组合类型为主,TaZds-A1b/TaZds-D1a(38.5%)组合类型次之,TaZds-A1a/TaZds-D1b和TaZds-A1b/TaZds-D1b组合类型最低(2.2%);不同等位变异组合类型在不同地区间的分布比例也不同。     

中国小麦微核心种质 Glu-A3位点等位变异的分布

低分子量麦谷蛋白亚基在面包和面条食品加工过程中起着十分重要的作用。为了便于对含有LMW-GS优良基因的亲本筛选,选取来源于不同麦区包括地方品种和育成品种在内的208份核心种质为供试材料,用特异PCR方法检测Glu-A3位点LMW-GS基因的等位变异。结果表明,Glu-A3d出现频率(26.4%)明显高于其他等位类型,在地方品种和育成品种中的分布频率分别为26.7%和26.0%;分布频率从大到小依次为Glu-A3d>Glu-A3c>Glu-A3a>Glu-A3b>Glu-A3e>Glu-A3g>Glu-A3f;在来源于冬春兼播麦区的育成品种中未检测出Glu-A3e和Glu-A3f。对面筋强度贡献较大的Glu-A3b在地方品种和育成品种中的分布频率分别为10.7%和18.2%,说明我国小麦总体品质水平有了较大的提升。     

小麦HMW-GS和LMW-GS对新疆拉面及蛋白质品质的影响

为了探讨小麦HMW-GS和LMW-GS对新疆拉面及蛋白质品质的影响,以195份新疆小麦品种(系)为供试材料,测定其蛋白质品质性状,评价其新疆拉面加工品质,筛选出HMW-GS、LMW-GS存在单亚基等位变异的材料,进行成对数据的t测验.结果表明,就不同位点等位变异对新疆拉面加工品质的贡献大小来讲,Glu-A1位点上,1≥2*＞Null; Glu-B1位点上,17+18≥7+9≥7+8≥20≥6+8;Glu-D1位点上,5+10＞2≥2+12; Glu-A3位点上,gluA3c≥gluA3a＞ gluA3d;Glu-B3位点上,gluB3b≥gluB3a＞ gluB3d＞ gluB3c≥gluB3g＞gluB3j.不同亚基造成新疆拉面加工品质改善的蛋白质机理不同,其中1、2*、7+9、17+18、5+10、gluA3a、gluB3a、gluB3b、gluB3d和gluB3g显著提高了蛋白质的质量;7+8亚基同时显著提高了蛋白质的数量和质量.对于单个亚基而言,Null、7+8、2、gluB3d和gluB3g对籽粒和面粉蛋白质含量,Null、1、2、gluA3d和gluB3d对湿面筋含量,1、2*、7+8、7+9、5+10、gluB3a、gluB3b、gluB3d和gluB3g对Zeleny沉淀值,1、2*、7+8、17+18、5+10、gluB3a和gluB3b对峰值时间,1、7+8、gluA3a、gluB3c、gluB3b、gluB3d和gluB3g对峰值高度,1、2*、7+8、5+10、gluB3a、gluB3b、gluB3d和gluB3g对峰值宽度,1、2*、7+8、17+18、5+10、gluB3a、gluB3b、gluB3d和gluB3g对8 min宽度,1、2*、7+8、7+9、17+18、5+10、gluB3a、gluB3b和gluB3g对8 min面积均有显著提高或增加的作用.     

陕西小麦品种（系）脂肪氧化酶活性基因的遗传多态性分析

为给小麦品质改良提供理论依据,利用1A染色体上QLpx.caas1-AL位点的标记Xwmc312及基于4B染色体上TaLOX-B1位点开发的显性互补功能标记LOX16和LOX18,对173份陕西小麦品种(系)进行检测,分析LOX活性基因的遗传多态性。在QLpx.caas1-AL位点,所检测的陕西小麦品种(系)存在Xwmc312-227、Xwmc312-235和Xwmc312-247三种等位变异类型。其中,Xwmc312-227类型有54个,占31.21%;Xwmc312-235类型有31个,占17.92%;Xwmc312-247类型有88个,占50.87%。在TaLOX-B1位点,所检测的品种(系)存在TaLOX-B1a和TaLOX-B1b两种等位变异。其中,TaLOX-B1a类型有39个,占22.54%;TaLOX-B1b类型有134个,占77.46%。两个位点在陕西小麦中存在6种等位变异的组合类型,其总体分布比例不同,以Xwmc312-247/TaLOX-B1b组合类型品种(系)的分布比例最高(41.0%),其次为Xwmc312-227/TaLOX-B1b(19.6%)、Xwmc312-235/TaLOX-B1b(16.8%)、Xwmc312-227/TaLOX-B1a(11.6%)和Xwmc312-247/TaLOX-B1a(9.8%),而以Xwmc312-235/TaLOX-B1a组合类型品种(系)的分布比例最低(1.2%)。6种等位变异组合类型的分布比例在陕西不同麦区也存在差异。在陕西小麦中,低LOX活性等位变异品种(系)的比例明显高于高LOX活性等位变异品种。     

中国小麦品种高分子量谷蛋白亚基和低分子量谷蛋白亚基组成分析

为给我国优质小麦品种的选育和改良提供科学依据，应用SDS-PAGE方法对我国235份推广品种和高代品系的HMW-GS和LMW-GS组成与分布进行了分析。结果表明，HMW-GS和LMW-GS分别具有39和40种带型组合；5个位点共发现34个等位基因。Glu-A1、Glu-B1和Glu-D1分别有3、8和6个变异位点；亚基1、Null、7＋9、5＋10和2＋12是主要的HMW-GS类型，频率分别为46．2％、46．2％、44．5％、47．0％和48．3％。Glu-A3和Glu-B3位点（本文不涉及Glu-D3）分别具有6和11个变异位点。Glu-A3c、Glu-A3d、Glu-B3e和Glu-B3j是主要的LMW-GS类型，频率分别为55．1％、21．6％、28％和28．8％。本研究还发现，在品种Z75和绵阳96-319的Glu-D1位点上，亚基组合形式为5＋12；在品种周92034的Glu-D1位点,亚基组合形式为2＋10。虽然这两种组合形式在本研究中出现的频率很低，但这两种亚基组合在以前的研究中很少出现。     

普通小麦Glu-3位点基因单元型的分离和序列分析

为了从分子水平上探讨优质小麦资源中LMW-GS等位基因与小麦品质的关系,以及在改善小麦品质方面的潜在价值,利用小麦Glu-A3和Glu-B3基因的特异引物从强筋型、中筋型和弱筋型小麦共计10份材料中分离出LMW-GS基因后进行序列分析。结果表明,共发现14个新的核苷酸变异类型和4个肽链变异类型。其中,14个新的核苷酸变异类型中,4个为Glu-A3基因变异类型,1个为Glu-B3基因变异类型,9个为Glu-D3基因变异类型。值得注意的是,有2个半胱氨酸数目特殊的亚基类型被发现,一个是来自师栾02-1含有9个半胱氨酸残基的GluA3-18基因,另一个是来自偃展4110含有7个半胱氨酸残基的GluD3-13基因。     

Development of STS markers and establishment of multiplex PCR for Glu-A3 alleles in common wheat (Triticum aestivum L.)

Low-molecular-weight glutenin subunits (LMW-GS) play a key role in determining the processing quality of the end-use products of common wheat. The objectives of this study were to identify genes at Glu-A3 locus, develop the STS markers, and establish multiplex PCR with the STS markers for Glu-A3 alleles. Gene-specific PCR primers were designed to amplify six near-isogenic lines (NILs) and Glenlea with different Glu-A3 alleles (a, b, c, d, e, f and g) defined by the protein electrophoretic mobility. Three Glu-A3 genes with complete coding sequence were cloned, designated as GluA3-1, GluA3-2 and GluA3-3, respectively. Seven dominant allele-specific STS (sequence tagged sites) markers were designed based on the SNPs (single nucleotide polymorphisms) among different allelic variants for the discrimination of the Glu-A3 protein alleles a, b, c, d, e, f and g. Four multiplex PCRs were established including Glu-A3b + Glu-A3f, Glu-A3d + Glu-A3f, Glu-A3d + Glu-A3g, and Glu-A3b + Glu-A3e. These markers and multiplex-PCR systems were validated on 141 CIMMYT wheat varieties and advanced lines with different Glu-A3 alleles, confirming that they can be efficiently used in marker-assisted breeding.     

18个优质小麦品种(系)Glu-1、Glu-3和Gli-1位点的基因变异特点

为给小麦品质育种提供参考信息,选用我国18份有影响的优质面条和面包小麦品种或种质资源，通过分步法SDS-PAGE和改良A-PAGE分析了其Glu-1、Glu-3、Gli-1位点的基因变异特点。结果表明，由Glu-1住点控制的高分子量谷蛋白亚基共14种图谱，其中，Glu-A1位点上优质亚基1和2^＊分别占61．1％和11．1％，Glu—B1位点上优质亚基14＋15、7＋8、17＋18、13＋16分别占27．8％、27．8％、22．2％、5．6％．Glu_D1位点上优质亚基5＋10占55．6％。Glu—A1、Glu—B1、Glu-D1位点上均为优质亚基的品种（系）有陕451（1，7＋8，5＋10）、95鉴5104（1,14＋15，5＋10）、陕优412（2^＊，7＋8，5＋10）、绵阳89-47（2^＊，13＋16，5＋10）以及中优16、冀5099、绵优1号、绵优2号（1，17＋18,5＋10），占参试品种的44．4％。由Glu-3位点控制的低分子量谷蛋白亚基共12种图谱，小偃6号、PH82-2、陕253、80356、95鉴5104、郑农33等6个品种皆为“a，d，c”；由G1i-1位点控制的醇溶蛋白共12种图谱，小偃6号、PH82-2、陕优225、陕253、80356、中优16、95鉴5104等7个品种皆为“O，new，i”，即发现在Gli-B1位点是一个新等位基因。     

小麦低分子量谷蛋白亚基品质效应的研究

为了在小麦品质遗传改良中更好地利用低分子量麦谷蛋白亚基(LMW-GS)的品质效应,以35个小麦品种为材料,对17种LMW-GS的品质效应进行了研究.结果表明,在 Glu-A3位点,对面筋数量的正向效应为A3c、A3b、A3d、A3e＞A3a,对面筋强度的正向效应为A3c＞A3b、A3d＞A3a、A3e.在Glu-B3位点,对面筋数量的正向效应为B3i、B3d＞B3f＞B3e、B3h＞B3g＞B3j,对面筋强度的正向效应为B3d＞B3h＞B3j、B3e＞B3i、B3f＞B3g.在Glu-D3位点,对面筋数量的正向效应为D3e＞D3c＞D3d＞D3b、D3a,对面筋强度的正向效应为D3a＞D3c、D3e＞D3b、D3d.综合各个亚基的品质效应,本研究提出了包含17种小麦LMW-GS的评分体系,品种品质类型与LMW-GS的对应分析结果验证了LMW-GS品质效应的分析结果.研究结果还表明,不同位点优异LMW-GS的品质效应具有累加作用.     

Quality and endosperm storage protein variation in Argentinean grown bread wheat. I. Allelic diversity and discrimination between cultivars

Genetic variability for endosperm storage proteins was analysed in 119 Argentinean grown bread wheat cultivars. For the HMW-GS, three, six and two alleles were observed at the Glu-A1, Glu-B1 and Glu-D1 loci, respectively, in 17 allelic combinations. The majority of these combinations were considered to be associated with good quality. For the LMW-GS, eight, seven and four alleles were provisionally observed at the Glu-A3, Glu-B3 and Glu-D3 loci, respectively, in 51 allelic combinations. Regarding quality, the alleles present at Glu-D3 were mainly those previously shown to be associated with good quality, whereas at Glu-A3 and Glu-B3, some alleles previously associated with poor quality were present at high frequency. Relatively few cultivars carried combinations for all the loci studied that would be expected to be associated with high quality. The mean genetic variation index (H) observed for the glutenin loci (0.589) was similar to values observed in other collections. Unweighted pair-group method using arithmetic averages (UPGMA) of the six loci plus the Chinese Spring-Cheyenne CSS–CNN difference showed that the 119 cultivars fell into 93 distinct combinations. For complete discrimination between all cultivars they would have to be analysed for additional loci. There remains scope for varietal quality improvement within this germplasm pool.