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。     

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%。     

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。     

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。     

Sec-1位点缺失对1BL/1RS易位系籽粒品质的影响

为了解 Sec-1位点缺失对1BL/1RS易位系品质的影响,用 Sec-1位点缺失突变体与郑麦7698多次回交,系谱法辅助分子标记多代选择后得到 Sec-1位点缺失的1BL/1RS易位系（简称 Sec-1位点缺失易位系）和正常1BL/1RS易位系（简称正常易位系）,并进行品质性状、抗病性及农艺性状鉴定。结果表明,蛋白质含量、湿面筋含量、干面筋含量和中峰值高度在 Sec-1位点缺失易位系和正常易位系之间差异不显著,而 Sec-1位点缺失易位系的面筋指数、面团形成时间、稳定时间、粉质质量指数、和面时间、中峰值宽度和8 min尾宽显著高于正常易位系。正常易位系的吸水率和衰落角显著大于 Sec-1位点缺失易位系。 Sec-1位点缺失易位系的条锈病抗性和白粉病抗性均低于正常易位系,但二者之间条锈病的病情指数差异不显著,而白粉病的病情指数差异达显著水平。正常易位系与 Sec-1位点缺失易位系间的千粒重、穗粒数、产量水平差异均不显著。综上所述, Sec-1位点缺失对小麦籽粒品质的正向调控作用显著,而对农艺性状的负面效应不显著, Sec-1位点缺失突变体是研究和改良小麦籽粒品质的优良遗传材料。     

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。     

转小麦 TaPDI-A、 TaTRXh-A和 TaPP2Ac-D基因拟南芥植株的主要抗旱性研究

核氧还蛋白（nucleoredoxin,NRX）可通过还原目标蛋白的二硫键来调控其生物活性,在植物的生长发育和抗逆境胁迫中发挥着重要作用。蛋白质二硫键异构酶（protein disulfide isomerase,PDI）、h型硫氧还蛋白（h-type thioredoxin,TRXh）和蛋白磷酸酶2A催化亚基（protein phosphatase 2A catalytic subunit,PP2Ac）是小麦核氧还蛋白TaNRX1的互作蛋白。为了明确TaNRX1互作蛋白的抗旱性功能,本研究在拟南芥中过表达了小麦 TaPDI-A、 TaTRXh-A和 TaPP2Ac-D基因,对野生型和转基因拟南芥的表型和抗旱相关生理指标进行了鉴定。结果表明,干旱胁迫处理后,转 TaPDI-A、 TaTRXh-A和 TaPP2Ac-D基因拟南芥的根长、存活率、脯氨酸含量均大于野生型,离体叶片失水率、丙二醛（MAD）含量均小于野生型。二氨基联苯胺（diaminobenzidine,DAB）对H₂O₂组织定位染色结果表明,干旱胁迫处理后,转 TaPDI-A、 TaTRXh-A和 TaPP2Ac-D基因拟南芥的H₂O₂含量均低于野生型。上述结果说明,TaNRX1的互作蛋白基因 TaPDI-A、 TaTRXh-A和 TaPP2Ac-D增强了拟南芥对于干旱胁迫的抵抗能力。本研究可为小麦抗旱育种提供候选基因和理论基础。     

小麦 BES1基因家族的比较基因组学分析

BES1基因是植物体内一类重要的转录因子。本研究利用基因组测序数据,在小麦基因组中鉴定到20个 BES1基因家族成员,它们分布在14条染色体上。为进一步研究 BES1基因在小麦以及其他禾本科作物（水稻、玉米、高梁、谷子和大麦）中的功能和进化关系,对小麦等6种禾本科作物以及十字花科模式植物拟南芥的 BES1基因家族进行系统发育关系、结构特性和共线性关系分析,结果发现,系统发育分析将该家族成员分为Group A、Group B、Group C和Group D四类,大部分小麦 BES1基因集中在Group A;大部分小麦 BES1基因家族成员有2个外显子,最多有10个外显子;小麦与水稻 BES1基因之间存在更多的共线性关系。此外,在小麦根和穗中还鉴定到3个具有较高表达水平的 BES1基因（ TaBES1-3A-2、 TaBES1-3B-2和 TaBES1-3D-2）,表明 BES1基因在小麦生长发育过程中发挥着重要作用。     

Glu-A1和Glu-D1位点高分子量谷蛋白亚基共同缺失对弱筋小麦品质的影响

为了研究高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)缺失对小麦品质的影响,以Glu-A1和Glu-D1位点HMW-GS共同缺失材料2GS0414-10作供体亲本,以弱筋小麦品种扬麦13和扬麦18作轮回亲本进行回交,构建不同遗传背景的BC1F3和BC2F3群体,测定受体、供体亲本的品质,以及回交群体BC1F3和BC2F3中Glu-A1和Glu-D1位点HMW-GS共同缺失纯合单株及两位点均正常表达纯合单株的品质。结果表明,供体2GS0414-10具有较低的SDS沉降值、较短的面团形成时间和稳定时间;在BC1F3和BC2F3中,Glu-A1和Glu-D1位点HMW-GS共同缺失对蛋白含量影响不显著,但可显著或极显著降低SDS沉降值和水溶剂保持力(SRC)。Glu-A1和Glu-D1位点HMW-GS双缺失在弱筋小麦品质育种中具有一定的应用价值。     

小麦HMW GS检测方法的优化及应用

为了准确快速鉴定小麦品种的HMW-GS组成,以18个已知HMW-GS组成的品种为对照,将4种不同浓度分离胶的SDS-PAGE与分子标记(Bx7、Bx7OE和By 8)相结合,构建一套适于检测HMW-GS组成的方法,并用该方法检测214份陕西小麦品种(系)的HMW-GS组成。4种分离胶浓度中,除了亚基7、7*与7OE和8与8*外,9%的分离胶可以很清楚地分离Glu1-位点的其他常见亚基,结合分子标记(Bx7、Bx7OE和By 8)检测对照品种,结果与已知亚基(基因)一致。用分离胶浓度为9%的SDS-PAGE结合分子标记(Bx7、Bx7OE和By 8)方法对陕西品种(系)检测结果表明,Glu-A1、Glu-B1和Glu-D1分别有3、8和3个亚基种类,共28种亚基组合类型。以1、Null、7+9、7+8、7+8*、14+15、2+12和5+10为主要亚基类型,频率分别为55.6%、41.6%、43.9%、26.2%、10.3%、15.4%、79.0%和12.6%;同时在Glu-B1位点发现7+8*和6+8*亚基。该方法可以快速准确地评价小麦HMW-GS组成,有效区分Glu-B1位点的亚基7与7OE,8与8*,鉴定结果稳定可靠。     

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。     

小麦抗条锈基因Yr1和Yr2分子检测体系研究

为建立小麦抗条锈病基因分子检测体系,分别以Yr1和Yr2紧密连锁的标记为检测标记,以Sull-1、CYR29、CYR32、CYR33和V26/CM42为小麦条锈菌鉴别菌株,构建Yr1和Yr2分子检测体系,并对181份小麦高代系材料进行了抗病鉴定和Yr1和Yr2基因分析。结果表明,gwm372和gwm382可作为Yr1的检测标记;wmc364可作为Yr2的检测标记;5个鉴别菌株对Yr1和Yr2具有较好的区分能力。Yr1和Yr2基因在181份小麦高代系材料中比例较低,表明这两个基因在我国小麦抗病育种过程中丢失严重。     

新疆小麦籽粒SOD活性及TaSOD-A1位点等位变异的分布

为了解新疆小麦品种(系)籽粒超氧化物歧化酶(SOD)的活性及TaSOD-A1位点等位变异的分布，用两个功能标记SODA1和SODA11对117份新疆小麦品种(系)的 TaSOD-A1位点(基因ID为TraesCS5A01G290800)进行等位变异检测，并结合SOD活性检测结果，分析 TaSOD-A1位点不同等位变异与SOD活性的相关性。结果表明，含有 TaSOD-A1a等位变异材料的籽粒SOD活性显著高于含有 TaSOD-A1b等位变异材料的籽粒，二者占比分别为50.4%和49.6%;新疆冬小麦品种(系)中， TaSOD-A1a等位变异的分布频率高低依次为引进品种(系)>自育品种(系)>地方品种；新疆春小麦品种(系)中，只有3份材料含有 TaSOD-A1a等位变异，早期品种(系)中未发现含有 TaSOD-A1a等位变异的材料。新疆冬小麦品种(系)的籽粒SOD活性平均值显著高于新疆春小麦品种(系),且新疆冬小麦引进品种(系)中含有 TaSOD-A1a等位变异材料的籽粒SOD活性平均值也显著高于含有 TaSOD-A1b等位变异材料的籽粒SOD活性。     

S组山羊草属Psy1基因片段的克隆与序列分析

类胡萝卜素含量是影响小麦面制品色泽的主要因素,而Psy1基因则是类胡萝卜素生物合成中的关键基因。为了了解小麦近缘种S组山羊草的Psy1基因多样性分布规律,以高大山羊草、双角山羊草及西尔斯山羊草为材料,应用同源基因克隆技术对其进行Psy1基因克隆。结果表明,利用分子标记YP7B-5检测获得的8个新Psy1-S1等位变异的部分序列覆盖了Psy1基因的第二外显子和第二内含子的全部以及第三外显子93.1%的区域。在与包括来自普通小麦的Psy1-B1d、栽培二粒小麦的Psy1-B1k以及拟斯卑尔脱山羊草的Psy1-S1a、Psy1-S1b、Psy1-S1c对应部分的序列综合分析发现一致性高达93.4%~98.5%,而且编码区序列差异均为同义突变,没有造成编码氨基酸的变化。而第二内含子序列则存在数个SNP及InDel,尤其是Psy1-S1h的161bp大片段插入和Psy1-S1i的177bp大片段缺失,导致与其他Psy1-B1/Psy1-S1等位变异产生较大的长度差异。分析表明,内含子的差异是造成Psy1基因多样性的主要原因。     

Molecular Mapping of Sterility QTLs qSS-3, qSS-6a and qSS-7 as Single Mendelian Factors via NIL strategy

Hybrid sterility between Oryza glaberrima and O. sativa seriously hampers the introgression of favorable genes from each other. In order to further understand this issue, identification and isolation of hybrid sterility QTLs as single Mendelian factors are an effective strategy. A genetic map was constructed using a BC₁F₁ population derived from a cross between an O. sativa japonica cultivar and an O. glaberrima accession. Four main-effect QTLs for pollen sterility were detected in the BC₁F₁. Five BC₈F₁ advanced backcross populations were developed via successive backcrosses based on phenotype and molecular selections. The BC₈F₁ populations showed bimodal distribution for pollen fertility and could be classified into semi-sterile and fertile types, fitting single Mendilian factor inheritance ratios. Three QTLs detected in the BC₁F₁ corresponding to qSS-3, qSS-6a and qSS-7 were mapped on chromosomes 6, 3 and 7, respectively, as single Mendilian factors.