小麦胁迫相关基因TaLEA2的克隆、生物信息学及表达特性分析

【目的】克隆小麦Triticum aestivum晚期胚胎发育丰富蛋白基因并对其进行基因结构、蛋白特性及表达模式分析,为其耐盐性研究奠定理论基础.【方法】搜索小麦EST数据库,通过同源克隆分离并获得小麦晚期胚胎发育丰富蛋白基因,用生物信息学软件分析该基因结构及蛋白特性,荧光定量试验分析该基因的表达模式.【结果和结论】获得1条1 100 bp的核苷酸序列,该序列包含了1个981 bp的开放阅读框,编码1个由326个氨基酸残基组成的蛋白,该蛋白含有2个LEA2结构域,属于第2组LEA蛋白,该蛋白命名为TaLEA2.生物信息学分析显示TaLEA2蛋白具有LEA2家族的典型特征,富含赖氨酸(Lys),不含半光氨酸(Cys),无明显的高级结构,平均亲水系数(GRAVY)为-0.405,稳定系数为25.28,这种氨基酸组成及结构均有利于蛋白的热稳定性及亲水性.实时荧光定量PCR分析表明,TaLEA2基因为组成型表达,同时该基因存在组织表达差异,且表达受不同发育时期影响;该基因调控表达受高盐、低温、病原菌及干旱等胁迫的影响,尤其在干旱胁迫中上调表达明显,但该基因不受外源ABA刺激的影响.推测TaLEA2基因参与了小麦正常条件下的生长发育,同时也广泛地参与了小麦抵御逆境胁迫的响应,尤其在小麦的抗旱胁迫过程中发挥重要作用.     

小麦ADP-核糖基化因子克隆及序列分析

二磷酸腺苷-核糖基化作用因子(ADP-ribosylation factors,ARFs)是真核细胞囊泡运输通道的关键组成成分,参与细胞运输和信号传导。根据GenBank中已知ARF基因序列设计引物,对小麦及其二倍体供体种基因组DNA进行PCR扩增、克隆、测序。结果表明:从小麦中克隆的ARF基因属于ARF1基因;与其他物种的ARF基因对比发现,该基因的内含子存在特殊的剪切方式。氨基酸序列分析表明,小麦的ARF同其他物种一样,具有保守的GTP结合区域。     

斯卑尔脱小麦主要农艺性状鉴定与评价

为进一步拓宽小麦育种基因资源,对来自18个国家和地区的151份斯卑尔脱小麦的主要农艺性状进行了考察与分析。结果表明,供试材料总体植株偏高,分蘖力强,小穗数多,千粒重偏低,成穗率较高,生育期较长等特点。相关分析发现有效穗与分蘖数、成穗率,穗粒数与小穗数、千粒重、株高成正偏相关极显著,抽穗期与穗长正偏相关显著。千粒重与穗长、小穗数和穗粒重等多个性状存在复杂的相关关系。主成分分析显示5个主成分可提供85.13%的信息量,其中以粒重因子的贡献率最高(24.68%)。供试材料基于农艺性状可被聚为三类,类Ⅰ和类Ⅲ分别为矮杆晚熟型和高杆穗数型,类Ⅱ又可分为高杆晚熟型、早熟粒重型、短穗粒重型和穗数粒重型四个亚类,聚类结果与其地理来源有一定的相关性,但不完全一致。     

常见天然抗氧化物质配比在面包制作中的优化

[目的]自由基的累积会造成体内各种大分子的损伤并引起各种疾病,天然抗氧化物质可清除生物体内有害自由基,能够减缓氧化反应而具有预防癌症、心血管疾病、糖尿病和抗衰老等作用,因此从自然界中筛选、开发和利用安全的天然抗氧化剂并在常见的饮食载体中进行添加逐渐引起人们的兴趣.[方法]以人们日常食用的面包为载体,首先在其制作过程中添加不同计量的单一天然抗氧化物质,茶多酚、大豆异黄酮、植酸、花青素、Vc/Ve复合体,通过变异系数法确定权重得到抗氧化能力综合指标,确定最适单一天然抗氧化物质的添加量,再进行二次正交旋转组合设计,以确定不同抗氧化物质在面包中的复配计量.[结果]在单因素条件下,单个物质的抗氧化能力在合理的范围内存在差异,抗氧化物质对面包的综合抗氧化性的影响由高到低依次为大豆异黄酮、植酸和花青素,而且不同的天然抗氧化物质对体内的不同自由基的清除效果不同;通过二次正交旋转组合试验设计分析交互效应时发现,在进行多种物质同时添加时,茶多酚在多个物质组成的抗氧化系统中主要表现对其他抗氧化物质的保护作用,可降低抗氧化物质的损耗,与植酸、花青素、Vc/Ve 3种组合间存在协同效应.[结论]根据回归方程建议在面包中添加茶多酚(0.275 g/kg)、大豆异黄酮(0.005 g/kg)、花青素(0.09 g/kg)能达到最佳抗氧化效果,实验结果为复配抗氧化剂的开发和利用提供了参考.     

节节麦生育期基因定位分析

利用长休眠节节麦(Ae.tauschii)与四川的四倍体小麦地方品种矮兰麦(T.turgidum)杂交并加倍合成的新的抗穗发芽普通小麦"RSP"与"绵阳11"D染色体组的单体系列杂交,对来源于节节麦的晚生育期基因进行定位分析,以期在利用其穗发芽抗性时,克服其生育期较晚的特性。结果表明:该节节麦的2D和5D染色体上均存在晚生育期基因,2D的作用较5D更强。     

穗数型小麦新品种川农16与大穗型寡分蘖品系H461遗传差异研究初报

采用微卫星分子标记(SSR)对穗数型小麦新品种川农16与大穗型寡分蘖品系H461在DNA分子水平上的遗传差异进行了检测。结果发现在小麦21条染色体上的23个SSR标记位点共检测到35个等位变异,每一个位点检测到的等位变异数目为1至2个,平均1 5个,其中12个SSR位点(52 2%)能够揭示川农16与H461间不同基因型的差异,可根据这些差异对川农16和H461杂种后代进行分子标记选择。并对有效穗数、穗粒数、小穗数、千粒重和穗粒重等5个性状进行了考察分析,除了有效穗数H461极显著低于川农16,其余4个考察性状均极显著高于川农16。分期播种试验表明,迟播对川农16有效穗数的影响很大,而对H461影响不明显。本文讨论了在小麦育种中穗数型和大穗型品种的协调利用以及适期播种对于提高小麦产量潜力的重要性。     

优质高产小麦新品种川麦44的选育研究

对川麦44的产量、品质表现、蛋白质亚基的组成和抗病性进行了分析。结果表明川麦44具有优质强筋、高产、抗病性好,分蘖力强,成穗率高,矮杆,早熟、产量构成因素良好的特点,是适应四川省各生态麦区种植的优质小麦;川麦44的亚基组成为1,7 8,5 10,按Payne标准评分为10。对四川省优质小麦的育种和发展进行了探讨。     

四川小麦新品种(系)的制曲品质性状评价

【目的】深入了解新育成小麦品种(系)的品质特征,筛选适宜酿造制曲的品种。【方法】以制曲小麦绵阳15和川麦41为对照,采用近红外仪对154份小麦的13个品质性状进行测定,同时采用硬度指数测定仪、凯氏定氮仪和淀粉试剂盒对筛选材料的硬度、蛋白质和淀粉含量等进行测定。【结果】156份小麦平均蛋白质含量12.48%,籽粒硬度55.09,软度179.17,除水分含量、吸水率和容重的变异系数小于10%外,其他性状变异较大;各品质性状间存在不同程度的显著或极显著相关;156份小麦根据品质特征可聚为7类,其中对照品种与120个品种(系)聚为一大类;所筛选的27份材料的平均总淀粉含量55.62%,直链淀粉含量22.02%。近红外测量与其他方法测量硬度(r=0.74)和蛋白质含量(r=0.88)显著正相关。【结论】156份小麦品质性状存在丰富的变异,主要属于中弱筋粉质小麦;绵阳15和川麦41存在品质差异,筛选出5份与对照品质相似的材料供进一步评价利用;研究所筛选材料为深入研究小麦品质与制曲品质关系奠定了基础。     

小麦品种川农16后代品系营养品质分析

针对小麦品种川农16的突出缺点,选择高抗优质材料99E18与之组配杂交组合,从F7代中选育出23个优良品系。通过对这些品系的蛋白质含量和氨基酸含量进行测定,发现有1个品系05-12的蛋白质含量和必需氨基酸含量均高于川农16,4个品系的氨基酸总量高于川农16。所有品系的必需氨基酸比例和22个品系的EAA/蛋白质值比川农16高,表明这些品系的必需氨基酸平衡性较川农16得到了改善。蛋白质含量与氨基酸总量间达显著正相关,而它们与绝大多数氨基酸均达到极显著正相关。根据氨基酸含量的聚类分析发现这些品系大致上可分为两个亲本类型,这些结果为新品系进一步选择和利用提供了重要的参考依据。