小麦淀粉颗粒蛋白-1突变体挖掘及其相关农艺性状和品质特点的分析

小麦淀粉颗粒蛋-1(starch granule protein 1,即SGP-1)突变体是选育高直链淀粉含量、高抗性淀粉小麦品种的重要基础材料。SGP-1突变缺失,使胚乳中支链淀粉侧链的延伸受阻,从而使胚乳表观直链淀粉含量相对升高,所制食品的抗性淀粉含量也相应提高,具有重要的保健意义。本研究主要是利用SDS-PAGE方法,检测307份国内外农家种、育成种、高代品系及国内外黑小麦材料的SGP-1(SGP-A1、SGP-B1和SGP-D1)蛋白组成,进而发掘SGP-1突变体;并对突变体材料进行相关农艺性状和品质性状特点的分析,为育种利用及品质改良提供参考。结果共检测到4份SGP-1突变体,均为冬性材料,其中国外材料3份(CH62444、EAP74961和Amigo)、高代品系1份(05黑初8),分别为SGP-A1单缺体,SGPA1和-D1双缺体,SGP-A1和-B1双缺体,以及SGP-A1单缺体。在主要农艺性状方面,EAP74961、05黑初8和Amigo抽穗期与石4185(CK)相近,而CH62444则抽穗较晚,并且3份国外材料植株均较高。这4份突变体材料麸皮中的非水溶性戊聚糖含量相对于水溶性戊聚糖占绝对优势,而胚乳中非水溶性戊聚糖含量与水溶性戊聚糖含量则较为接近,但CH62444、Amigo和05黑初8麸皮中的总戊聚糖含量较高(分别为14.33%,15.20%和12.91%),而EAP74961面粉中的总戊聚糖含量(1.34%)较高。在淀粉组分含量方面,4份突变体材料差异不大。     

小麦重要品质性状的QTL定位

【目的】发掘重要性状的QTL及其分子标记进行小麦品质分子改良。【方法】采用PH82-2/内乡188杂交后代240个F5:6家系,按照Latinized α-lattice设计,2004～2005年度分别种植在河南焦作、安阳和山东泰安。对籽粒蛋白质含量、Zeleny沉降值、和面时间、8分钟带宽、峰值粘度和稀懈值进行测定,利用188个SSR标记和4个蛋白标记构建遗传连锁图谱,采用复合区间作图法（CIM）对上述6个品质性状进行QTL定位。【结果】 籽粒蛋白质含量检测出3个QTL,分布在3A、3B染色体上。在1B、1D和3B染色体上检测到3个控制Zeleny沉降值的QTL,其中位于1B和1D染色体上的QTL在3个地点均检测到,可解释5.5％～17.6％表型变异。发现3个控制和面时间的QTL,分布在1B和1D染色体上,在3个地点均能检测到,贡献率为7.9％～55.3％;检测出8分钟带宽的QTL 5个,其中1B和1D染色体上的QTL在3种环境下均能检测到,贡献率为11.7%～33.9%。发现峰值粘度QTL 4个,分布在1A、1B、3A和7B染色体上;检测出稀懈值QTL 5个,位于1B、4A、5B、6B和7A染色体上。1B染色体上存在同时控制Zeleny沉降值、和面时间、8分钟带宽、峰值粘度和稀懈值的QTL,与最近标记Glu-B3j连锁距离为0.1～0.8cM,说明1BL/1RS易位对这些性状有重要影响;1D染色体上存在同时控制Zeleny沉降值、和面时间和8分钟带宽的QTL,与最近的标记Dx5+Dy10连锁距离为2.5～3.3cM,表明Dx5+Dy10高分子量谷蛋白亚基对这3个性状影响很大。和面时间和8分钟带宽位于1B和1D染色体的QTL以及稀懈值位于1B染色体上的QTL在3个地点均能检测到,具有环境稳定性。【结论】本研究定位的品质性状的标记可作为小麦品质分子育种的工具。     

小麦GASA基因家族生物信息学分析

赤霉素调节的GASA（Gibberellic Acid-Stimulated in Arabidopsis）基因家族是植物特有的转录因子家族,在调控植物生长发育过程中起重要作用。关于小麦GASA基因家族全基因组分析的研究尚未见报道。为进一步探讨小麦GASA基因的功能,通过对小麦最新基因组数据进行分析,获得了35个TaGASA基因,命名为TaGASAs,根据染色体编号排列为TaGASA1~TaGASA35。结合公布的小麦品种Chinese Spring的基因组数据,采用生物信息学方法对其基因结构、染色体分布、蛋白结构、系统进化及表达谱进行了分析。结果表明,35个小麦TaGASA基因分布于除3A、4A、3B、3D染色体外的其余17条染色体上,基因编码长度为78~264个氨基酸的蛋白质,基因外显子数量从2个到7个不等;串联重复片段分析结果表明,片段复制和串联重复是小麦TaGASA家族基因扩张的主要模式;小麦TaGASA蛋白进化树和7种作物GASA基因的系统进化树表明,GASA基因分为4个类别,同一类之间的结构较为相似;小麦35个TaGASA基因家族成员含有10个motif,推测小麦TaGASA基因家族应都含有motif1、motif2和motif3。在13个组织器官中都检测到了35个TaGASA基因的转录本,不同组织器官中TaGASA基因的表达存在明显差异。     

Rht8、Rht10和Rht12矮秆基因对产量构成因子的影响

利用携带不同矮秆基因的近等基因系,通过两年、两地的试验研究证明,Rht8半矮秆基因虽然其总小穗数显著低于其他系,但其籽粒产量、小花结实率较Rht10和Rht12显著高.Rht10的降秆作用最强,千粒重显著高于Rht8,但其分蘖成穗率、结实率及小区籽粒产量显著低于其他,表现对环境条件特敏感.Rht12矮秆基因的降秆程度显著高于Rht8,但由于生物产量太低、成熟太晚,造成籽粒产量显著降低,在小麦育种中单独利用价值较低.     

高微量元素黑小麦新品种冀紫439的选育

简述了黑小麦新品种冀紫439的选育经过、特征特性和产量表现。该品种的突出特点是富含微量元素,三价有机铬含量为1.916 mg/kg,镁含量为1 424.0 mg/kg,硒含量为81.0~203.95μg/kg;并且蛋白质含量较高,为16.23%~16.76%。在冀中南优质组区域试验中,平均产量为6 855.9 kg/hm2。2009年通过河北省审定委员会审定。     

小麦抗白粉病种质资源鉴定及其创制

以引进的260份国外小麦遗传资源和杂交后代为材料,利用10级鉴定法鉴定筛选小麦抗白粉病资源。结果表明:共鉴定出16份珍贵的抗白粉病小麦种质资源,其中7份(TCI962222、TCI971290、TCI962394、CIT94013、MWW90M123A、CMSW94WM00849和CIT935039)综合农艺性状表现较好。通过配置杂交组合、后代筛选鉴定,培育出冀资05F5-356、冀资05F5-360、06F6 158、06F6 159和06F6 160共5份抗白粉病小麦新资源材料。这些资源可以作为优良的抗病亲本在小麦抗白粉病育种中进行利用。     

小麦阿拉伯木聚糖含量的QTL分析及其与品质性状的关系

阿拉伯木聚糖是小麦中最重要的非淀粉多糖, 对营养和加工品质有重要影响。采用IciMapping软件, 对PH82-2/内乡188重组自交系群体(F_2:6)的水溶性和总阿拉伯木聚糖含量进行QTL分析, 在1B、4B、5B、5D和6B染色体上定位5个控制总阿拉伯木聚糖含量的QTL, 分别解释5.6%~18.7%的表型变异; 在1A、1B、5B、6B和7A染色体上定位5个控制水溶性阿拉伯木聚糖含量的QTL, 分别解释4.3%~34.9%的表型变异。其中, 1B、5B和6B染色体上影响水溶性和总阿拉伯木聚糖含量的QTL位于同一标记区间。1BL/1RS易位对水溶性和总阿拉伯木聚糖含量有显著作用, 籽粒硬度对总阿拉伯木聚糖含量有显著作用。阿拉伯木聚糖含量, 特别是总阿拉伯木聚糖含量, 与快速黏度分析仪峰值黏度、稀澥值, 以及面条品质黏弹性、食味呈显著相关, 但相关系数受1BL/1RS易位和籽粒硬度影响。     

黑小麦品种冀紫439的营养品质

冀紫439是河北省审定的第一个黑小麦品种,具有抑制2型糖尿病人餐后血糖升高水平的作用。为了明确冀紫439的营养品质,对其子粒的氨基酸含量和矿质元素含量进行了检测,并与普通高产类型品种科农199和优质类型品种藁优8901进行了比较。结果表明:冀紫439的16种氨基酸总含量为119.7g/kg,较科农199高29.0%,其中,半胱氨酸、丝氨酸和缬氨酸提高幅度较大,分别达到了75.9%、43.3%和32.3%;15种矿质元素总含量为2 088.1 mg/kg,较藁优8901 (1 792.6 mg/kg)高16.5%。2个小麦品种除Mo和As含量均未检出外,其他13种矿质元素含量均为冀紫439高于藁优8901,其中,冀紫439的Ca、Fe、Zn、Ni和B相对含量高于藁优8901,而藁优8901的Mg相对含量高于冀紫439。冀紫439的Se含量虽然极低,但与藁优8901相比增幅却高达70.7%。冀紫439的氨基酸含量和矿质元素含量高于科农199和藁优8901,具有更高的营养价值。