小麦Wx-A1和Wx-B1亚基的生化与分子标记检测

为了解小麦品种(系)Wx亚基的缺失类型,为品质育种提供依据,利用SDS-PAGE和STS分子标记技术对99份国内外小麦品种(系)Wx-A1和Wx-B1亚基的缺失型进行检测.结果表明,供试小麦品种(系)中Wx-B1亚基缺失的有19份,未检测出Wx-A1亚基缺失材料.STS标记结果中,Wx-7A位点的显性标记引物在野生型中扩增出一条1 172 bp的特异带,即Wx-A1a基因出现;Wx-7A位点的共显性标记引物在野生型中扩增出一条593 bp的特异带,在缺失类型中扩增出一条574 bp的特异带.Wx-4A位点的显性标记引物在野生型中扩增出一条425 bp的特异带,即Wx-B1a亚基出现,而在缺失该亚基的突变材料中没有扩增出该特异带.     

小麦糯性基因多重PCR体系的建立

为建立通过一次反应能够同时鉴定3个小麦糯性基因(Wx-A1、Wx-B1和Wx-D1)的多重PCR反应体系,研究了PCR反应组分和循环参数对多重PCR反应结果的影响.结果表明,反应体系中的引物浓度比例和反应的Tm值是多重PCR成功的关键,当引物浓度比例(SSR/MAG267)为1(0.1 μmol/L∶0.1 μmol/L)～1.22(0.11 μmol/L∶0.09 μmol/L)、Tm为58℃时,Wx-A1、Wx-B1、Wx-D1基因的多重PCR结果最好.该多重PCR方法能快速高效地鉴定3个Wx基因,可用于糯麦选育和小麦品质育种的复合分子标记辅助选择.     

宁夏春小麦种质资源Wx基因分子鉴定及其分布

为明确宁夏春小麦种质资源Waxy基因的分布情况,利用 Wx-A1、 Wx-B1和 Wx-D1位点的6个STS标记(PA1、PA2、PB1、PB2、PD1、PD2),对299个宁夏春小麦种质资源进行等位变异检测。结果表明,供试小麦种质的Waxy基因组成以野生型(Wx-A1a/ Wx-B1a/ Wx-D1a)为主,占参试材料总数的88.3%。在 Wx-A1、 Wx-B1和 Wx-D1基因位点上,发现 Wx-A1b、 Wx-B1b和 Wx-D1b突变型材料分别有2、32和2个,分别占材料总数的0.7%、10.7%和0.7%;其中,有1个材料为 Wx-A1b/ Wx-B1b突变型,占材料总数的0.3%。宁夏春小麦种质资源中 Wx-B1基因缺失类型的分布频率相对较高,在新品种和高代品系中该类型逐步增加。该研究有助于了解宁夏优质面粉小麦品种的生产现状,为该区和我国其他相关春麦区优质面条小麦的选育奠定基础。     

小麦1BL/1RS易位系1RS分子标记位点稳定性分析

为检测小麦1BL／1RS易位系1RS位点的稳定性，利用1RS上11个标记位点的PCR特异引物对21个小麦1BL／1RS易位系进行了分子检测。结果表明，21个1BL／1RS易位系中，66．7％的品种1RS的11个标记位点较为稳定，扩增出标记位点特异性带，但有33．3％的品种部分标记位点出现特异性带的丢失或添加，具有不同程度的位点变异，位点变异率最高达45．5％。对于1RS上的11种PCR特异引物，引物NOR-R1和APR1．3可稳定扩增出黑麦特异带，是在小麦遗传背景中鉴别黑麦1RS较为可靠的分子标记。     

糯性小麦研究进展

糯小麦(Waxy wheat)因有高于普通小麦的支链淀粉含量,在食品和工业方面有很大的应用价值和潜力,自发现后就成为各国小麦研究的重点之一.通过多年的努力,人们在糯小麦的遗传机理、育种理论和方法、品质性状及利用等方面的研究都取得了很大的进展,并在1995首次育成了全糯性小麦.糯小麦根据其糯蛋白缺失情况可分为8种类型.控制3个Waxy位点的Wx-A1,Wx-B1和Wx-D1基因分别位于染色体的7AS、4AL和7DS上.3个基因的核苷酸序列长度分别是2 781、2 794、2 862 bp,基因的完全编码区含有11个外显子和10个内含子,在核苷酸序列上三个糯基因彼此之间有惊人的同源性.研究表明,直链淀粉含量和淀粉糊化特性受Wx-B1的影响最大,其次是Wx-D1,Wx-A1蛋白的影响最小.糯小麦的鉴定主要在细胞水平、蛋白质水平、分子水平上进行,I2-KI染色法和SDS-PAGE法是较常见的鉴定小麦糯性的方法.糯小麦野生型与突变型基因组成差异的发现使得分子标记技术在糯小麦的选育中得到了极大的发展和利用.     

西农979抗赤霉病基因Fhb1的分子鉴定及其亲缘关系分析

为明确小麦品种西农979对赤霉病的抗性遗传基础,以西农979和苏麦3号构建的F2代群体以及西农979的主要供体亲本为材料,利用与苏麦3号3BS染色体上Fhb1基因紧密连锁的2对SSR引物及其共分离特异性标记引物UMN10进行检测,并调查西农979大田赤霉病抗性。结果表明,引物Xgwm533、Xgwm493及UMN10对西农979、苏麦3号及西农979/苏麦3号构建的F2群体(510个单株)扩增结果均为单态,表明西农979具有苏麦3号3BS上的Fhb1基因位点。对西农979的主要供体亲本的分子标记及亲缘关系分析,进一步表明西农979具有苏麦3号的抗赤霉病基因,其Fhb1基因位点来源于西农881,这可能是西农979对小麦赤霉病表现为中抗或中感且抗性较为稳定的遗传基础。     

小麦 TaFer A1基因抗旱相关分子标记的开发

铁结合蛋白(Ferritin,Fer)参与干旱胁迫应答反应,开发Fer基因抗旱相关的分子标记可为抗旱小麦品种选育提供依据。本研究依据2个强抗旱性和2个弱抗旱性小麦品种1A染色体上铁结合蛋白基因(TaFer-A1)序列的差异,开发TaFer-A1基因抗旱相关的分子标记,用150份萌发期抗旱性不同的小麦品种(系)对标记的有效性进行验证。克隆序列比对发现,TaFer-A1基因在4份抗旱性极端品种间仅存在7个变异位点,包括6个SNP位点和1个3bp碱基Del/Ins位点,其中仅在基因第1个内含子区域的3个连续碱基TCT的Del/Ins位点变异与4份品种抗旱性的表型相对应,而其余6个SNP位点在强与弱抗旱性品种之间随机发生。根据两组抗旱性极端品种间TCT碱基的差异,设计1对引物开发出了分子标记FerA1i-ntr1。该分子标记在2个强抗旱性品种中扩增出了167bp特异性条带,定名为TaFer-A1a等位变异;在2个弱抗旱性品种中扩增出了170bp特异性条带,定名为TaFer-A1b等位变异,表明FerA1i-ntr1为共显性标记。在分子标记FerA1i-ntr1检测的150份小麦品种(系)中,有73份被检测为TaFer-A1a等位变异类型,平均相对发芽率为70.1%;77份被检测为TaFer-A1b等位变异类型,平均相对发芽率为55.1%。TaFer-A1a等位变异类型品种(系)的平均相对发芽率极显著高于TaFer-A1b等位变异类型的(P<0.01),说明该共显性标记FerA1-intr1可用于小麦抗旱性的鉴定和筛选,也表明TaFer-A1基因与小麦抗旱性有关。     

SSR标记在小麦遗传育种中的应用研究进展

SSR(simple sequence repeat)标记是建立在PCR基础上的一种新型DNA分子标记。由于SSR在普通小麦中多态性丰富,随机分布于小麦的整个基因组中,多数表现为共显性,所以它是进行小麦遗传研究的理想工具。本文就SSR标记在构建小麦遗传连锁图谱、标记和定位目的基因、鉴定和标记染色体片段、鉴定品种、遗传多样性分析和标记辅助选择等方面的研究进展进行了综述。     

番茄抗病基因Ty-3的SCAR标记及检测

[目的]通过建立与番茄黄化曲叶病毒病抗病基因Ty-3紧密连锁的SCAR标记,以提高抗病材料选育效率与准确性。[方法]设计特异引物对相关材料进行PCR扩增,获得与抗病基因Ty-3连锁的SCAR分子标记。[结果]利用该标记检测抗病纯合材料(Ty-3/Ty-3)、感病材料(ty-3/ty-3)分别产生600 bp、320 bp片段,抗病杂合材料(Ty-3/ty-3)产生600 bp与320 bp 2条片段;利用该标记对7份田间表现抗病的番茄F1代杂交种进行检测,有4份含有抗病基因Ty-3,3份未检出;选择经济性状优良、含有抗病基因Ty-3的F1代杂交种自交得到F2群体28个单株,利用该标记对单株进行检测,得到抗病纯合单株7个,抗病杂合单株13个,感病单株8个。[结论]该标记是与抗病基因Ty-3紧密连锁的共显性标记,可用于番茄抗病基因Ty-3的鉴定与抗病材料的筛选。     

颗粒结合型淀粉合成酶研究进展

本文综述了小麦胚乳中合成直链淀粉的关键酶——颗粒结合型淀粉合成酶(GBSS)的研究进展，展望了GBSS的研究前景。小麦中的GBSS基因在种子中特异表达；控制3个Waxy，位点的基因Wx—A1、Wx—B1和Wx—D1，分别位于7AS、4AL和7DS上；六倍体小麦和二倍体小麦中3个GBSS的DNA序列从起始密码子到终止密码子，Wx—A1为2781bp，Wx-B1为2794bp，Wx—D1为2862bp。基因的完全编码区含有11个外显子和10个内含子，在核苷酸序列上三个糯基因彼此之间有惊人的同源性；研究表明，直链淀粉含量和淀粉糊化特性受Wx—B1的影响最大，其次是Wx-D1缺失蛋白，Wx-A1缺失蛋白的影响最小。GBSS的鉴定技术包括I2—KI染色、电泳和分子标记技术鉴定。     

青海高原春小麦糯性新品系的筛选及其直链淀粉含量

为了培育适合青海高原种植的春小麦糯性新品系,利用DNA分子标记技术检测了80株青春533×糯麦1号F2代材料的Wx基因缺失情况,同时测定了不同Wx基因缺失类型F2代材料的小麦籽粒直链淀粉含量。结果表明,在80株F2代分离群体材料中,单缺失WxA1或WxB1或WxD1基因的材料分别为8份、11份、9份;同时缺失WxA1和WxD1基因的材料为10份,同时缺失WxB1和WxD1基因的材料为12份,同时缺失WxA1和WxB1基因的材料为9份;WxA1、WxB1和WxD1基因全部缺失的材料为8份。Wx基因的缺失数量与直链淀粉含量的高低有密切关系,缺失1个Wx基因（部分糯小麦）,直链淀粉含量比对照（青春533）降低5.28%~11.35%;缺失2个Wx基因（部分糯小麦）,直链淀粉含量比对照降低10.73%~19.81%;缺失3个基因（糯小麦）的直链淀粉含量为0.97%,比对照降低30.53%。高原春小麦与糯性小麦杂交的F2代直链淀粉含量下降幅度要比前人所研究的材料下降幅度大,并且WxB1单缺失引起直链淀粉含量下降（11.35%）比WxA1和WxD1双缺失所引起的下降幅度要大（10.73%）。     

利用Wx基因的分子标记筛选部分糯小麦的研究

为了筛选出更多用于培育优质面条小麦的Wx基因缺失材料,用分子标记技术对260份中国核心小麦种质资源进行了分析,并用SDS-PAGE进行了验证.筛选出缺失Wx-A1蛋白亚基的品种2份,缺失Wx-B1蛋白亚基的品种14份,得到1份不同于"白火麦"的Wx-D1蛋白亚基缺失的地方品种"秃芒麦".对它们的地区分布分析发现,长江以北各麦区的小麦品种Wx基因缺失多于长江以南各麦区,且分布更为集中.对收集的20对Wx基因的分子标记引物进行了筛选,并对PCR扩增条件和产物分析条件进行优化,得到了3对可以在相同条件下对Wx基因进行筛选的引物,且能用同一电泳条件对产物进行分析,提高了分析效率.     

普通小麦部分同源染色体配对抑制基因Ph1分子标记的验证和筛选

在 ph1b纯合基因型中,普通小麦部分同源染色体和外源染色体能够发生配对和重组。为通过分子标记辅助育种技术高效利用 ph1b突变体进行异源有益基因转移,以11个小麦材料为试材,比较了9个已报道的 Ph1的PCR分子标记。在9个分子标记中,标记OPR7和OPR17不具有特异性,标记PhSCAR、Mads、Ph920、PSR128、PSR574、PSR2120和WPG90为显性标记,仅标记PhSCAR为共显性标记。结果表明,标记Mads、PSR128、PSR574和PhSCAR扩增稳定,条带清晰,无非特异性PCR扩增产物,是用于 Ph1分子检测的理性标记。     

Waxy endosperm accompanies increased fat and saccharide contents in bread wheat (Triticum aestivum L.) grain

The contents of fat, starch, pentosan, fructan, β-glucan and several mono- and oligosaccharides in grain were evaluated to find out the possible effects of the Wx-D1 gene of bread wheat using two sets of near-isogenic waxy and non-waxy lines and two low-amylose mutant lines with a common genetic background of Kanto 107. These materials have two non-functional Wx-A1b and Wx-B1b alleles in common. Waxy near-isogenic lines with a non-functional Wx-D1d allele showed consistently increased contents of fat, total fructan, β-glucan, glucose, fructose, sucrose, 1-kestose, 6-kestose, neokestose, nystose and bifurcose compared with non-waxy lines with a functional Wx-D1a allele throughout three growing/harvest seasons. Starch and total pentosan contents were inconsistently influenced by the allelic status of the Wx-D1 locus, while water-soluble pentosan and raffinose contents were not affected. The compositional changes of a low-amylose mutant line with an almost non-functional Wx-D1f allele were closely similar to those of waxy near-isogenic lines, while significantly different changes were barely observed in another low-amylose mutant line with a partly functional Wx-D1g allele in two seasons. These results showed that the Wx-D1 gene has pleiotropic effects on the fat and saccharide contents of bread wheat grain.     

硬粒小麦缺失4A蜡质蛋白对直链淀粉含量及淀粉品质特性的影响

为了明确硬粒小麦缺失不同Wx蛋白对直链淀粉含量的效应和Wx-B1 缺失型(缺失4A蜡质蛋白)的淀粉特性,利用SDS-PAGE电泳分析技术对1个硬粒小麦F2分离群体(来源于以硬粒小麦品系B413Wx-B1缺失型为母本、PI435045Wx-A1缺失型为父本的杂交组合)的102个单籽粒进行了Wx蛋白的筛选,并测定了其中72个单籽粒(其中Wx-B1 缺失型21粒,Wx-A1 缺失型10粒,正常型41粒)的直链淀粉含量;同时测定了11个Wx-B1 缺失型和7个正常型硬粒小麦品系面粉的直链淀粉含量、膨胀势和RVA黏度.结果表明,硬粒小麦2对Wx基因的分离符合9∶3∶3∶1的分离模式,Wx-B1 缺失型籽粒的直链淀粉含量比正常型低4.78%.Wx-B1 缺失型的面粉直链淀粉含量比正常型低5.76%,RVA高峰黏度和膨胀势比正常型分别高116.02 RVU和3.69 g/g.相关分析表明,直链淀粉含量与RVA高峰黏度和膨胀势均呈极显著负相关.     

Effects of two novel Wx-A1 alleles of common wheat (Triticum aestivum L.) on amylose and starch properties

Common wheat (Triticum aestivum L.) has three Wx proteins (Wx-A1, Wx-B1, and Wx-D1), which are granule-bound starch synthases I and are responsible for the amylose synthesis of flour starch. The effects of two novel Wx-A1 proteins identified by gel electrophoresis on amylose content and starch properties were analyzed. The variant Wx-A1 protein coded by the Wx-A1i allele was present in smaller amounts and produced less amylose (7.3%) compared to standard lines with the Wx-A1a allele (21.5%). Wx-A1i generated altered starch properties; greater swelling power (SP), glucoamylase digestibility, starch paste clarity, and gelatinization enthalpy in differential scanning calorimetry. The starch from Wx-A1i also showed an altered pasting profile on a Rapid Visco-Analyzer, greater peak viscosity, smaller final viscosity, and lower pasting temperature. The Wx-A1i allele is a novel genetic resource for reducing amylose content in wheat. The other Wx-A1 protein coded by the Wx-A1j allele showed a more basic isoelectric point compared to Wx-A1a on an electrophoretic gel. The amylose content of Wx-A1j did not differ from standard Wx-A1a. Starch SP, paste clarity, and glucoamylase digestibility also suggested that Wx-A1j produced amylose as much as Wx-A1a.     

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.