甘肃省冬小麦农家品种与改良品种的HMW GS变异及品质效应比较

为了解甘肃冬小麦农家品种和改良品种HMWGS变异及品质效应,为小麦品质改良和亲本选用提供依据,采用SDSPAGE法和近红外反射光谱法检测340份品种的HMWGS和其中252份的沉淀值、蛋白质和湿面筋含量。结果表明,340份品种在Glu1位点共有14种亚基变异,34种亚基组合形式。GluA1位点共有3种变异,亚基缺失（null)的频率最高,1和2^*亚基出现的频率改良品种（36.9%）比农家品种（12.0%）高;GluB1位点共有7种变异,7+8亚基出现的频率最高,改良品种比农家品种降低36.1个百分点;GluD1位点有4种亚基变异,2+12亚基出现频率最高,改良品种比农家品种降低11个百分点,5+10亚基的频率改良品种较农家品种提高17.6个百分点。含5+12亚基的农家品种及含14+15亚基的改良品种综合品质较优。从供试改良品种中筛选出在2个以上基因位点具有优质亚基的品种46个,其中10个品种在3个位点上都具有优质亚基。     

小麦体细胞杂种渐渗系F6代的高分子量谷蛋白亚基组成与位点变异

为了发掘新的小麦高分子量谷蛋白亚基用于品质育种,测定了小麦/长穗偃麦草体细胞杂种F₆代共322个株系的高分子量谷蛋白亚基（HMWGS）组成,并进行了品质评分。结果表明,体细胞杂种株系在GluA1、GluB1和GluD1位点上的遗传变异率分别为0.52、0.58和0.46,一共出现27种不同的亚基组合形式,其中Null、7+9、2+12（同亲本小麦济南177）出现的频率最高,而2^*、7+8+9、2+5+12出现的频率最低;5+12出现的频率约为33.5%;在与优质可能相关的亚基组合当中,13+16出现的频率约为31.1%。由于5+12尚未有品质评分,因此部分株系无法给出分数。本研究表明,通过体细胞杂交可以产生大量的高分子量谷蛋白亚基/组合变异,这有助于今后小麦品质育种工作。     

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%。     

利用多重PCR技术鉴定小麦背景中的1BL·1RS易位和Glu D1d基因

高分子量谷蛋白亚基（HMWGS）对小麦面粉加工品质有促进作用,尤其是GluD1d 基因编码的1Dx5+1Dy10亚基能增加面团的筋度和弹性。小麦背景中的1BL·1RS易位对小麦面粉加工品质有显著的负面影响。因此,在小麦品质育种中如何判定小麦背景中是否含有1BL·1RS易位和HMWGS的GluD1d基因具有重要意义。本研究利用3对分别检测1BL·1RS易位、GluB3和GluD1位点的共显性特异标记,结合SDSPAGE鉴定,对16份已知遗传背景和GluD1x等位基因材料及38株（周麦18×烟农19）F₂群体进行了分析,探索出适合同时鉴定小麦背景中1BL·1RS易位和GluD1d基因的多重PCR技术实验体系,并采用该体系对国内外352份小麦品种（系）进行了鉴定。结果表明,该体系是同时鉴定小麦背景中1BL·1RS易位和GluD1d基因的一种非常有效、简便可行的实验方法,可在标记辅助选择（MAS）育种中应用。     

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。     

57份陕西新育成小麦品种（系）HMW-GS组成及品质分析

为探究陕西关中地区小麦HMW-GS亚基与品质性状间的关系，采用SDS-PAGE法对57份陕西关中地区小麦品种（系）HMW-GS亚基组成及相关品质性状进行了分析。结果表明，供试品种（系）中共检测出7种HMW-GS亚基类型和8种HMW-GS亚基组合；Glu-A1位点上有3种亚基类型，分别为1、2^*和Null，以1亚基为主（78.95%）；Glu-B1位点上检测到7+8（61.40%）与7+9（38.60%）两个类型；Glu-D1位点上检测到5+10（70.18%）和2+12（29.82%）两个类型。3个HMW-GS基因位点编码亚基共组成8种亚基组合，品质得分6～10分，其中1/7+8/5+10组合品质得分10分，出现频率最高。就HMW-GS不同位点对品质性状效应进行分析发现，Glu-D1位点对b^*值、形成时间、稳定时间、弱化度和粉质质量指数的影响达到极显著水平（P＜0.01）；对面团流变学特性的影响，Glu-D1>Glu-B1。不同类型亚基对小麦品质的效应存在差异，7+8亚基对蛋白质含量、湿面筋含量和容重具有正效应，7+9和5+10亚基对形成时间和稳定时间的影响显著高于其他亚基（P＜0.05）；携带1/7+8/5+10亚基组合小麦的蛋白质、湿面筋含量和容重最高；携带1/7+9/5+10亚基组合具有较高面粉L^*值和面团流变学特性指标值。     

新疆小麦品种Wx基因组成及其淀粉糊化特性研究

为了给新疆小麦淀粉品质改良和优质面条小麦新品种选育提供理论依据,利用WxA1、WxB1和WxD1位点的3个STS标记（MAG264、BDFLBRD和MAG269）对250份新疆小麦品种（包括157份冬小麦品种和93份春小麦品种）Wx基因的组成进行了鉴定,同时测试了185份冬、春小麦品种的淀粉糊化特性。结果表明,新疆小麦品种（系）Wx基因组成比较单一,以野生型（WxA1a/WxB1a/WxD1a）为主,占参试品种总数的84.0%,除了在WxB1位点发现亚基缺失的品种（缺失比例为13.6%）外,没有发现其他亚基缺失类型。WxB1蛋白亚基缺失比例在冬、春小麦间差异较大,春小麦品种WxB1亚基缺失比例（21.5%）要高于冬小麦品种（8.9%）;农家品种、引进品种和育成品种中WxB1亚基缺失比例也各不相同,依次为0%、5.6%和22.6%。分析表明,新疆小麦品种淀粉糊化特性变异范围相当广泛,冬、春小麦品种在峰值黏度、稀澥值和反弹值等主要淀粉指标上均达到极显著差异,春小麦品种的淀粉特性优于冬小麦品种,并且WxB1亚基缺失体淀粉糊化特性的平均表现总体优于非缺失体。本研究所用3个分子标记对小麦基因组DNA扩增的稳定性、重复性较好,检测结果准确、可靠,可以用于小麦品种Wx基因组成的鉴定和糯质专用小麦的分子标记辅助选育。     

转基因小麦1Dx5基因沉默的遗传表达和品质效应分析

为了明确通过RNA干扰技术（RNAi）获得的转基因小麦品系“Glu1Dx5RNAi”中1Dx5基因的遗传规律,以“Glu1Dx5RNAi”为供体亲本,以弱筋品种扬麦18和扬麦13为轮回亲本进行回交, 采用半籽粒SDSPAGE法检测亲本、F₁、F₂和BC₁F₁籽粒的高分子量谷蛋白亚基（HMWGS）组成。结果表明,1Dx5基因的沉默效应在杂交后代中表现为显性遗传,在F₂和BC₁F₁世代1Dx5亚基不表达的种子数与1Dx5亚基表达的种子数的比例分别符合13∶3和3∶1的分离比例,说明转小RNA基因导致1Dx5基因沉默是单基因显性遗传。对转基因小麦“Glu1Dx5RNAi”及其受体品种Bobwhite进行品质测试表明,Glu1Dx5RNAi蛋白质含量（13.28%）比转化受体Bobwhite（12.83%）高0.45个百分点,硬度指数、微量SDS沉降值比受体品种分别降低3.13和3.7 mL。1Dx5基因沉默对弱筋小麦育种可能会有一定的利用价值。     

97份安徽省种植小麦品种HMW-GS组成及品质分析

为探究安徽小麦品种高分子量麦谷蛋白亚基（HMW-GS）组成及品质性状,对97份安徽省主要种植的小麦品种进行了HMW-GS组成及品质性状分析。结果表明,供试材料中共检测出10种HMW-GS亚基类型和19种亚基组合,在 Glu-A1位点检测出3种亚基类型,以1亚基（57.73%）和Null亚基 （40.21%）为主;在 Glu-B1位点共检测出3种亚基类型,以7+8亚基（52.58%）为主;在 Glu-D1位点共鉴定出4种亚基类型,优质亚基5+10占比最大,为45.36%;供试品种亚基组合品质得分在4~10分之间,10分的亚基组合1/7+8/5+10和1/17+18/5+10共19份材料（19.59%）,8分以下的共44份材料（45.36%）。对供试材料HMW-GS与品质性状进行相关分析发现, Glu-1的三个位点与硬度指数、溶剂保持力和吸水率相关达显著或极显著水平,对溶剂保持力影响表现为 Glu-A1> Glu-B1> Glu-D1;不同亚基组合对品质性状的影响存在差异,亚基组合为1/17+18/5+10的品种具有最高的硬度指数、4种溶剂保持力、吸水率、稳定时间和粉质质量指数,具有最低的L^*和W,该类品种有烟农19、泰农19、山农17和糯小麦1012;亚基组合为Null/7+9/4+12的品种具有最低的硬度指数、4种溶剂保持力、吸水率、稳定时间和粉质质量指数,具有最高的弱化度、L^*和W,该类品种有荃麦725、皖麦52和未来0818。     

三种数学模型模拟不同播期小麦籽粒灌浆过程的比较分析

为比较分析Logistic、Richards和三次多项式（Cubic）3种小麦籽粒灌浆模型的特点,用其分别对4个小麦品种（济麦44、品育8012、周麦36和晋麦84）在4个播期下的籽粒灌浆过程进行拟合。结果表明,不同播期小麦籽粒灌浆过程用三种模型均可拟合,各模型方程的决定系数均在0.98以上,且达极显著水平,Cubic和Richards模型拟合效果优于Logistic模型;通过Cubic模型模拟的灌浆起始期较观测值晚0.58~6.65 d,10月12日播期起始灌浆日期模拟值与观测值最接近;在本试验条件下,Logistic模型可以假定粒重达理论最大粒重的2.76%左右时为灌浆起始期（开花期）;Richard模型中,播期对起始粒重比例（灌浆起始期粒重/理论最大粒重）有显著影响,第一、第二播期（10月12日、10月20日）的超始粒重比例显著低于第三、第四播期（10月28日、11月5日）;三种模型理论最大粒重在品种和播期间的规律与灌浆终止粒重一致;Cubic模型模拟的理论最大粒重与灌浆终止粒重最接近,终止粒重比例（灌浆终止粒重/理论最大粒重）平均值达 97.84%;Logistic与Richards模型中,终止粒重比例随播期的推迟呈增加趋势,Richards模型终止粒重比例在播期间的变异系数大于Logistic和Cubic模型。小麦快增期灌浆参数T₂（快增期持续时间）、T_max（最大灌浆速率出现时间）、V₂（快增期平均灌浆速率）、V_max（最大灌浆速率）在三种模型间存在差异,Richards模型在播期间差异最大（T₂、T_max、V₂、V_max变异系数分别为35.25%、20.43%、11.94%、10.8%）,Logistic模型在播期间差异最小（T₂、T_max、V₂、V_max变异系数分别为8.79%、7.59%、3.30%、3.30%）。     

不同冬小麦品种高分子量谷蛋白亚基的动态表达

为了解我国黄淮麦区主栽品种的主体HMW-GS基因的动态表达规律,以该麦区的35个主栽小麦品种（系）为材料,利用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）技术对参试材料高分子量麦谷蛋白亚基（HMW-GS）进行分离和鉴定,并对HMW-GS的积累动态进行了研究。结果表明,籽粒灌浆过程中,7亚基大约在花后10 d开始表达,25 d左右所有亚基均已表达,但不同亚基开始表达的时期略有差异。20 d之后,各亚基表达量开始快速增加,约在35 d左右表达量达最高,之后略有下降,在40 d左右趋于稳定。就其相对表达量而言,5亚基和10亚基明显高于其他亚基类型。     

新疆小麦品种及部分引进小麦品种资源的HMW-GS组成与分布

为了给新疆小麦品质育种中种质资源的合理利用提供依据,利用SDS-PAGE电泳技术,对66份新疆小麦品种、69份国内引进小麦品种及67份国外引进小麦品种的高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)组成情况进行了分析和比较。结果表明,不同来源的小麦品种间HMW-GS变异及亚基组成类型存在较大差异,在新疆材料中,Glu-1位点共检测到11种亚基和10种亚基组合类型;国内引进材料中,Glu-1位点共检测到14种亚基和17种亚基组合类型;国外材料中,Glu-1位点共检测到18种亚基和29种亚基组合类型。但新疆材料中具有优质亚基5 10和14 15的品种(分别占28.5%和1.5%)明显少于国内外材料。这些结果说明新疆材料的遗传亲本基因比较匮乏,而国外材料的亚基变异及亚基组成种类非常丰富,因此新疆在今后的育种中要重视利用具有优质遗传背景的材料,以提高新疆小麦品种优质HMW-GS的分布频率。     

黄淮麦区小麦品种高分子量谷蛋白亚基组成及遗传多样性分析

为给小麦育种和面粉的深加工提供参考依据，利用十二烷基硫酸钠一聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）方法对黄淮五省区50份主推小麦品种的高分子量谷蛋白亚基（HMW-GS）组成进行了研究，并按照Payne等的评分方法计算其Glu-1位点的品质得分。结果表明，黄淮麦区小麦品种中HMW-GS变异较为丰富，在参试材料中共检测到12种不同的亚基类型和17种HMW-GS组合类型，品质平均得分在5．5～7．5分之间。根据HMW-GS组成，可将其聚为3大类，第一大类包括7个品种，其Glu-1品质评分最高，为8～10分；第三大类有4个品种，该类品种品质评分很低，为5分；其它小麦品种被聚于第二大类，其品质评分变化幅度较大，为4～8分。     

小麦高分子量谷蛋白亚基与品质性状的关系

为了明确甘肃省小麦的高分子量麦谷蛋白亚基(HMW—GS)组成及其对品质的贡献率，选用30个甘肃省近几年推广品种、后备品系及优良亲本，分析了它们的HMW—GS、品质性状及其之间的关系。结果表明：(1)适宜于甘肃省种植和利用的小麦品种(系)的HMW—GS类型较丰富，但与优质有关的亚基(2^*，17 18，14 15，5 10)分布频率较低；(2)Glu—A1和Glu—D1位点的等位变异与品质性状关系密切，特别是Glu—D1位点含有5 10亚基的品种比含有2 12亚基的品种沉淀值高、稳定时间长，且稳定时间的差异达到极显著水平。其余品质性状如湿面筋含量、粗蛋白含量等之间的差异不显著。     

从小麦谷蛋白大聚合体与HMW GS的关系

为了探索小麦谷蛋白大聚合体对小麦品质的影响,采用SDSPAGE方法,分析了166个来自不同地区的小麦品种高分子量谷蛋白亚基（HMWGS）的组成,并对不同亚基与小麦谷蛋白大聚合体（GMP）的关系进行了分析。结果表明,所用小麦材料HMWGS的变异类型丰富,但亚基组合仍以N/7+9/2+12为主。HMWGS对面粉GMP含量有显著影响,GluA1位点亚基1>N,GluB1位点亚基13+16>7+9或7+8或14+15或17+18,GluD1位点亚基5+10>2+12,其他亚基差异不显著。说明含亚基1、13+16和5+10的品种能形成较多的GMP。HMWGS评分与面粉GMP含量的相关系数为0.288,达到极显著水平。     

高分子量麦谷蛋白亚基组成及其与小麦品质性状的关系分析

为进一步明确小麦高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)与小麦品质性状的关系,以黄淮麦区的127份小麦品种(系)为材料,利用SDS-PAGE技术、近红外谷物分析仪、粉质仪和拉伸仪等对其进行HMW-GS鉴定和品质检测。结果表明,参试材料在 Glu-A1、 Glu-B1和 Glu-D1 3个位点上分别检测到2(x1、x-null)、4(x7+y8、x7+y9、x14+y15、x17+y18)、2(x5+y10、x2+y12)种不同的亚基类型,其中x1、x7+y9、x5+y10在各自位点上出现的频率均最高,分别为70.1%、42.5%和51.2%;共发现有14种HMW-GS组合类型,其中1Ax1/1Bx7+1By8/1Dx5+1Dy10和1Ax1/1Bx7+1By9/1Dx2+1Dy12出现的频率较高,分别为18.9%和17.3%。1Ax1、1Bx7+1By8、1Bx17+1By18、Dx5+1Dy10亚基对蛋白质、沉降值、稳定时间、最大抗延阻力和拉伸面积等品质性状有显著的正向效应,而1Bx14+1By15亚基对除蛋白质和湿面筋以外的其他品质性状有负向效应。携带1Ax1/1Bx7+1By8/1Dx5+1Dy10品种(系)的被测品质性状显著高于携带其他组合类型的品种(系),其次是携带1Ax1/1Bx17+1By18/1Dx5+1Dy10的品种(系),而携带1Ax-null/1Bx7+1By9/1Dx2+1Dy12和1Ax-null/1Bx14+1By15/1Dx5+1Dy10品种(系)的各个品质性状显著低于携带其他组合类型的品种(系)。该结果可为进一步提高优质亚基的育种利用率和我国小麦品质的遗传改良提供参考依据。     

部分CIMMYT小麦种质材料的高分子量谷蛋白亚基分析

为了有效利用多年来引自CIMMYT的小麦种质材料,采用SDS-PAGE技术对63份CIMMYT小麦材料的高分子量谷蛋白亚基（HMW—GS）组成进行了分析。结果表明,参试材料中共有8种HMW—GS类型,Glu—A1位点上有Null、1、2#,以2#亚基为主要类型（占52．4％）;Glu—B1位点上有7＋9、7＋8、17＋18,以7＋9为主要类型（占74．6％）;Glu—D1位点上只有5＋10和2＋12两种类型,其中5＋10亚基的频率高达77．8％,是山东近期育成小麦品种的5．85倍。CIMMYT小麦品种的亚基组合类型共有12种,其中主要亚基组合为“2#,7＋9,5＋10”,占39．68％。     

我国部分地区小麦生产品种和后备品系抗秆锈病状况分析

2008-2009年间对来自我国小麦主要生产种植区15个省份的182份小麦生产品种和后备品系进行了苗期与成株期抗秆锈病鉴定,研究结果表明：在供试的品种（系）中,114份对秆锈病表现抗性,占供试材料的62.64%,其中来自东北春麦区、北方冬麦区和黄淮海冬麦区的品种（系）对秆锈病抗性较强,部分地区材料对秆锈病的抗性较差,甚至江苏省的13份品种（系）对秆锈病全部感病,这表明虽然我国当前小麦生产品种和后备品系对秆锈病的抗性普遍较强,但仍然存在有相当数量的感病品种,秆锈病发生与流行的威胁依然存在。     

节节麦及人工合成多倍体中Glu—D1位点高分子量谷蛋白亚基组成及表达研究

为了了解节节麦及人工合成多倍体的Glu—D1位点高分子量谷蛋白亚基组成及表达情况，采用十二烷基磺酸钠-聚丙烯跣胺凝胶电泳(SDS-PAGE)，分析了4份节节麦及其在此基础上形成的人工合成多倍体高分子量走谷蛋白亚基(high—molecular-weight glutenin subunit,HMW-GS)的组成。研究结果表明，4份节节走AS60-1、AS60-2、AS77和AS2383在Glu—D1位点上出现了4种不同的亚基类型，分别为2 10、5 12、5 10和2．1 10；2份节节走人工加倍形成四倍体AS2390、AS2410的HMW—GS分别为2．1 10和5 10；3份节节麦-圆锥麦人工合成双二倍体RSP、SHW—L1及SHW—L2的HWM—GS分别为2^*、17 18、5 10；2^*、17 18、2 10和2 10。谷蛋白王基呈现了共显性遗传，表明节节麦高分子量谷蛋白基因能在人工多倍体情况下得到正常表达。本文还对利用节节麦优良基因的方式作了讨论。     

圆锥小麦高分子量谷蛋白亚基组成分析

为了寻找新的基因资源，为小麦品质改良提供基础材料，应用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)方法，对中国西部和北部地区123份圆锥小麦材料高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)的组成进行了分析，共检测到15种HMW—GS组合类型。14个等位变异中有5种类型即Glu-Al-Ⅰ、Glu-B1-Ⅰ、Glu-B1-Ⅱ、Glu-B1-Ⅲ、Glu-B1-Ⅳ在普通小麦中不常见。类似于17 18亚基组合的Glu-B1-Ⅲ分布频率高达到63．40％，亚基2^*出现的频率远远高于普通小麦，另外发现一份含有编码与小麦抗病性关系密切的21亚基的材料可应用于小麦抗病育种中。分析结果表明，圆锥小麦的HMW—GS共有丰富的多态性和亚基组合类型，优质亚基分布频率高，是小麦育种的宝贵基因资源。