小麦耐热及热敏感基因型在高温胁迫下膜透性及膜脂组分的差异

高温逆境下,植物膜透性的增加导致细胞代谢紊乱并诱导热激基因表达.脂肪酸是构成生物膜的主要物质,饱和脂肪酸的含量及饱和程度高,有利于保持膜在高温时的流动性和稳定性.本研究利用小麦(Triticum aestivum)耐热基因型TAM107和热敏感基因型中国春(CS)为对象,研究了高温胁迫对膜透性、叶绿素荧光参数Fv/Fm、膜脂组分及其相关脂肪酸去饱和酶基因(FAD7)表达的影响,结果表明,高温胁迫下,两基因型膜透性均增加,膜脂中的三烯脂肪酸含量下降,但TAM107变化幅度明显高于中国春,在脂肪酸水平上说明耐热小麦品种的膜系统较热敏感品种对高温逆境有较强的耐受性;中国春比TAM107中FAD7的表达对高温更加敏感,这直接影响了热胁迫前后膜脂中三烯脂肪酸含量的变化,在转录水平上说明了耐热小麦基因型较热敏感基因型对高温逆境有较强的耐受性.三烯脂肪酸含量在热胁迫前后的变化可作为一种新的耐热鉴定指标.     

冬小麦品种的HMW-GS组成和1BL/1RS易位分布及其与品质性状的关系研究

研究了我国代表性冬小麦品种(系)高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)以及1BL/1RS易位的分布和组成,探讨了其对揉面仪特性等小麦加工品质性状的影响,结果表明:在Glu-A1位点,我国小麦品种中1亚基的频率为64.0%,N亚基为32.5%,2*亚基频率低,为3.5%;在Glu-B1位点,7 9亚基占56.8%,7 8亚基为26.4%,14 15亚基为10.7%,而20,13 16,7亚基的材料极少(频率分别为3.6%,1.5%和1%);在Glu-D1位点,2 12和4 12亚基合计占63.0%,而5 10亚基的比例偏低,为37.0%.1BL/1RS易位系的比例仍然偏高,为50.8%.HMW-GS组成及1BL/1RS易位对小麦加工品质影响较大,其中5 10亚基对小麦绝大多数加工品质指标起正向作用,而1BL/1RS易位对大多数品质指标起负向作用.因此,我国小麦品种5 10亚基的频率仍然偏低,1BL/1RS易位系频率仍然偏高,可能正是目前我国小麦生产中优质品种面筋强度不够,品质稳定性差的原因所在.根据SDS-PAGE麦谷蛋白电泳结果或分子标记进行优质高、低分子量麦谷蛋白亚基选择,提高5 10等优质亚基的比例,并根据醇溶蛋白电泳结果进行1BL/1RS易位筛选,降低1BL/1RS频率,应成为今后我国优质小麦育种的重要目标和手段之一.     

普通小麦不同优势杂交种及其亲本之间基因表达差异比较研究

为探讨小麦杂种优势形成的分子机理,本研究选用普通小麦品种（系）3338,6554和2410TD及其强优势杂种Ⅰ（3338×6655）和弱优势杂种Ⅱ（2410TD×6555）,采用mRNA差异显示技术,对生长至三叶一心（即分蘖初期）和产生二级分蘖时（即分蘖盛期）的幼苗叶片基因表达差异进行了比较研究。结果表明,小麦杂种一代苗期基因表达较亲本明显不同,表现为数量水平和质量水平上的差异,但与分蘖初期相比,小麦杂交种与亲本之间在分蘖盛期的基因表达差异更明显,并且在分蘖初期主要为量的表达差异,而生长至分蘖盛期时,质的表达差异比例显著增高,这表明小麦杂交种与亲本间的基因表达差异与发育时期有关。分析发现,强优势杂种Ⅰ与其亲本间的差异表达基因比例明显高于弱优势杂种Ⅱ。另外,无论分蘖初期或盛期,在强优势杂种组合Ⅰ中,增强型和沉默型所占比例均明显高于弱优势杂种组合Ⅱ,而单亲表达减弱型比例则较杂种组合Ⅱ低。本文还对mRNA差异显示中扩增产物的检测方法及杂种和亲本基因表达差异与杂种优势的关系进行了分析和讨论。     

异源细胞质对小麦耐热性的遗传影响

利用电解质渗漏方法对５个小麦品种（系）（３２５－３５，ＮＰＦＥ，８８１，中国春，ＳｉｅｔｅＣｅｒｒｏｓ６６）的８－１２种同核异质系进行了耐热性测定，以研究异源细胞质对小麦耐热性的影响。结果表明：（１）所有５个品种（系）的同核异质系耐热性均表现显著的遗传变异，一些异质系耐热性比核亲本明显增加，另一些异质系耐热性比核亲本明显下降；（２）同一种异源细胞质在不同核亲本遗传背景下对耐热性影响不同，如节节表细     

小麦耐热性的双列杂交分析

通过测定基因型的膜热稳定性大小(RI％),对小麦的耐热性进行了6×6完全双列杂交分析。结果表明:亲本之间耐热性的一般配合力效应(GCA)、特殊配合力效应(SCA)和反交效应(R)均达到极显著水平,GCA、SCA和R三者均方之比为2.1:1:0.5;该性状的狭义遗传力估计大小为24.3％。     

人工异源六倍体小麦部分同源基因的表达变化

为了研究小麦从四倍体到六倍体进化过程中部分同源基因的表达变化,以人工异源六倍体小麦SCA/SQ及其亲本SCAUP和SQ523为材料,采用cDNA-SSCP方法分析了208个部分同源基因不同拷贝的表达情况。结果表明,有10个来自父本的拷贝在人工异源六倍体小麦中沉默,进一步分析了这些沉默表达的基因,发现其中有5个是由于在DNA序列上丢失,而另外5个可能是由于甲基化或者其他机制引起的。     

小麦抗叶锈基因Lr9、Lr24的分子标记辅助选择研究

小麦抗叶锈基因Ｌｒ９、Ｌｒ２４对目前我国叶锈菌优势致病类型均表现高度抵抗。本研究选用抗叶锈育种圃高代品系,利用ＰＣＲ方法对Ｌｒ９和Ｌｒ２４基因进行分子标记诊断,探索分子标记在小麦抗叶锈育种中进行标记辅助选择的可行性。结果表明,在４８份供试材料中,可扩增出与Ｌｒ９基因连锁的１ｋｂＤＮＡ片段的１７份材料均表现抗病,表明它们携带有抗叶锈基因Ｌｒ９;可扩增出与Ｌｒ２４基因连锁的０．３５ｋｂＤＮＡ片段的１２     

小麦品种贵农21抗条锈病基因的SSR标记

对贵农21携带的条锈病 (Puccinia striiformis Westend f. sp. tritic) 抗性基因进行鉴定和遗传分析,明确了贵农21携带1个抗条锈病显性单基因,暂命名为YrGn21。采用F₂代抗病分离群体和集群分离分析法(BSA),建立了与YrGn21连锁的11个微卫星标记Xcau14、Xwmc49、Xgwm403、Xgdm62、Xwmc272、Xgwm459、Xbarc240、Xbarc187、Xgdm28、Xgwm11和Xgwm413,并将YrGn21定位于小麦1BS的近着丝粒区域,与位于1BS染色体上的Yr26基因具有等位性关系,为贵农21抗条锈病基因在育种中的利用,进行标记辅助选择和基因累加提供了便利。     

小麦品种Bogatka抗白粉病基因的分子标记定位

为明确小麦品种Bogatka抗白粉病性状的遗传基础,利用感病亲本薛早和Bogatka以及其杂交所得"薛早/Bogatka"F1与薛早回交得到的BC1群体,进行遗传分析和分子标记定位。结果表明,Bogatka中含有1个显性抗白粉病基因,暂命名为MlBogatka。进一步利用BSA法对BC1分离群体进行分子标记检测,得到与MlBogatka基因连锁的分子标记STSBCD135、Xgwm501和Xwmc332,并构建遗传连锁图。根据这些分子标记的染色体定位信息,该基因位于小麦2B染色体长臂。综合对该基因的标记定位和Pm6基因特异分子标记检测结果,推测该基因可能是Pm6或与Pm6位点紧密连锁的抗白粉病基因。本研究结果为Bogatka在小麦抗白粉病育种中的利用提供了依据。