小麦TaCHS基因的克隆、表达特征及不同品种的等位变异分析

为了明确小麦查尔酮合成酶(CHS)基因TaCHS的表达规律以及挖掘TaCHS的等位变异,克隆了小麦TaCHS基因,并对其序列特征、表达特性及其在不同品种之间的多态性进行了分析。生物信息学分析表明,TaCHS基因属于多基因家族,编码的蛋白质分子质量为43.15 ku,理论等电点为6.43,属于疏水稳定蛋白,定位于细胞质中。进化分析表明,小麦TaCHS蛋白与二穗短柄草亲缘关系最为密切。TaCHS基因在根、茎、叶、籽粒中均有表达,其中在茎中表达量最高;在灌浆期,籽粒中TaCHS的表达量呈现出先升高后下降再升高的变化趋势,且在花后14 d的表达量达到第一个峰值。通过对119份小麦品种的TaCHS序列分析,发现其在不同小麦品种间的保守性较强,共发现4种变异类型,TaCHS-A1a、TaCHS-A1b、TaCHS-A1c、TaCHS-A1d分别占85.72%,7.56%,3.36%,3.36%。综上,TaCHS-A1a类型为主要的变异类型,而不同小麦品种TaCHS基因在籽粒中的表达可能与类黄酮类物质积累有关。     

小麦TaAAC基因克隆及功能的初步验证

为明确ATP/ADP转运蛋白在小麦籽粒粒重及淀粉合成方面的作用,以百农207 cDNA为模板,利用RT-PCR技术获得TaAAC的基因全长。生物信息学分析表明,TaAAC基因CDS长度为1 143 bp,编码380个氨基酸;TaAAC蛋白位于线粒体内膜和质体膜上。随后,以大麦条纹花叶病毒(BSMV)为载体,以GFP基因为指示基因,利用VIGS和qRT-PCR技术对TaAAC基因的功能进行研究。结果表明,在病毒诱导接种后24 d和29 d,TaAAC基因的相对表达量分别较对照下降51%和67%。BSMV病毒诱导TaAAC基因沉默后的百农207籽粒内总淀粉含量和千粒重均较对照显著降低。以上结果表明TaAAC基因正向调控小麦籽粒的淀粉合成,提高该基因表达有助于增加小麦粒重。     

不同小麦品种抗性淀粉含量及其与其他淀粉品质性状的关系

为了解不同小麦品种抗性淀粉含量的差异及其与其他淀粉品质性状的关系,以30个小麦品种为试验材料,分别在河南省7个地点种植,对面粉中抗性淀粉含量、淀粉组分、淀粉糊化特性、淀粉粒度分布等进行了分析。结果表明,所有被测品质性状均受环境、基因型影响,且多数指标的环境效应大于基因型效应。7个地点间比较,抗性淀粉含量及淀粉品质性状的综合表现在开封点和原阳点均优于其他地区。供试小麦品种的抗性淀粉含量为1.47%～2.28%,平均为1.88%,以赛德麦1号、百农4199、许科316等品种的抗性淀粉含量较高。经相关分析,抗性淀粉含量与直链淀粉含量、峰值粘度、低谷粘度、最后粘度呈显著正相关。以上结果说明,提高小麦抗性淀粉含量,一定程度上可以改善淀粉的糊化特性。     

两种灌水条件下4种氮源对小麦籽粒淀粉含量及其特性的影响

为明确不同水分条件下氮源类型对小麦籽粒淀粉含量及其特性的影响,以郑麦366(强筋)和百农207(中筋)两个小麦品种为试验材料,分别在全生育期不灌水和灌拔节期+抽穗期2水条件下,研究了4种氮源(硝酸钙、硝酸铵钙、尿素和氯化铵)对小麦籽粒淀粉含量及其特性的影响。结果表明,灌2水条件下,小麦籽粒总淀粉含量、淀粉糊化特性及小淀粉粒占比均高于不灌水处理。灌水和氮源类型对淀粉含量、糊化特性及淀粉粒度分布有交互作用。在不灌水条件下,施用尿素籽粒淀粉含量和支链淀粉含量较高。在灌2水条件下,百农207以硝酸钙处理的淀粉峰值粘度、小淀粉粒表面积和体积占比最高;而郑麦366淀粉峰值粘度和小淀粉粒数量则分别以施用硝酸钙和硝酸铵钙最高。郑麦366在两种水分条件下均以施用硝酸铵钙淀粉失水率最低。品种对水分和氮肥类型的响应存在差异,总体而言,灌2水条件下,施用硝酸钙有利于淀粉糊化特性的改善;不灌水条件下,施用尿素有利于淀粉含量和支/直比提高。     

稻米品质调控的分子基础及非生物胁迫对稻米品质的影响

水稻是世界上最重要的粮食作物之一，为全球超过半数人口提供食物来源。近些年来，随着温饱问题的解决，稻米品质日益受到关注。随着现代生物技术和生物信息技术的发展，控制稻米品质的基因相继被克隆并应用于水稻育种。本文综述了稻米品质调控分子机制，并对干旱、低温、高温、盐胁迫对稻米品质的影响进行了概述，以期为改善非生物胁迫下的稻米品质提供参考。