小麦品质性状分子标记多重PCR体系的建立

小麦高分子量谷蛋白亚基组成、1B/1R易位、籽粒硬度、直链淀粉含量和穗发芽抗性等性状与加工品质密切相关，建立相关性状的多重PCR体系在小麦品质分子育种中具有重要意义。本研究利用现有品质性状基因的分子标记，建立了适合不同品质类型品种评价和分子聚合育种的3个多重PCR体系，并用已知基因的品种（系）进行验证。多重PCR体系Ⅰ包括ω-secalin（1B/1R）、Vp1B3和Pinb-D1b基因的分子标记检测，可用于一般的品质检测；体系Ⅱ包括ω-secalin、Ax2*、Bx17和Dx5 基因的检测，可望用于强筋小麦品种的选育；体系Ⅲ包括Wx-A1、Wx-B1和Wx-D1位点的检测，可用于淀粉品质或糯小麦的选育。每个体系内的引物之间不存在相互抑制作用和错配，检测品种（系）的结果可靠、重复性好，成本低。3个多重PCR体系用于小麦品质育种的亲本评价和杂交后代优质基因的聚合，将会提高优质专用小麦品种评价和选育的效率。     

矮秆小麦XN0004的矮杆基因Rht21的染色体臂定位

ＸＮ０００４是青４３１与小偃６号杂交选育的一个新具有部分矮秆显性效应的小麦新矮源品系。和高秆亲本相比，其杂种Ｆ１代的降秆作用平均为１３．８％，对外源赤霉酸反应不敏感，在杂种小麦研究中，其配合力优良，增产显著，穗粒数增加，抗倒能力增强，收获指数提高等，无某些矮源对杂种Ｆ１产生的不良效应，是杂种小麦比较理想的矮秆亲本，可作为常规育种的优良矮秆品种资源。用中国春缺－四体和双端体分析的方法，对ＸＮ０００４     

宁夏小麦Glu-A3与Glu-B3位点等位变异组成分析

低分子量谷蛋白亚基(LMW-GS)与小麦品质密切相关。为给宁夏小麦的品质改良提供参考,应用STS分子标记,对宁夏98份小麦品种Glu-A3和Glu-B3位点的等位基因变异类型组成进行检测和分析。结果表明,宁夏98份小麦品种Glu-A3位点存在Glu-A3a(4.0%)、Glu-A3b(2.0%)、Glu-A3c(55.1%)、GluA3d(10.1%)和Glu-A3e(28.5%)5种等位变异;Glu-B3位点存在Glu-B3a(2.0%)、Glu-B3b(8.1%)、Glu-B3c(5.0%)、Glu-B3d(7.1%)、Glu-B3f(21.4%)、Glu-B3g(2.0%)、Glu-B3h(15.3%)和Glu-B3i(13.3%)8种等位变异。宁夏参试品种共存在23种等位变异组合形式,其中引黄灌区存在18种组合类型,Glu-A3c/Glu-B3j(17.7%)和Glu-A3e/Glu-B3f(16.2%)组合类型较为普遍;宁南山区存在13种组合类型,以Glu-A3c/Glu-B3i(20.0%)组合类型为主。在参试的宁夏小麦品种中,对同一地区不同来源品种而言,改良品种的LMW-GS遗传多样性明显较引进品种和地方品种更丰富。     

SDS-PAGE与分子标记相结合分析宁夏小麦HMW-GS组成与变化特点

为了建立准确有效小麦HMW-GS的检测方法,提高优质小麦品种鉴定和筛选效率,以已知HMW-GS组成的16份小麦品种为对照,优化完善SDS-PAGE结合分子标记检测小麦HMW-GS的方法,并对103份宁夏小麦品种进行了验证和分析。结果表明,8.5%的分离胶可以有效区分除了 Glu-B1位点的7^*、7^OE与8^*亚基之外的其他亚基,分辨效果优良;SDS-PAGE结合 Bx7^OE、 Bx7^*/Bx7和 By8基因的分子标记可以准确鉴定小麦HMW-GS。在103份宁夏小麦品种中,发现15种HMW-GS和29种组合类型;首次在该地区小麦品种的 Glu-B1位点检测出了携带7^OE、7^*和8^*亚基的品种;1/17+18/5+10为当地小麦HMW-GS的优势亚基组合类型,占20%。自1970年至2010年,HMW-GS的优质亚基（1、17+18和5+10）的出现频率呈明显增长趋势;宁夏小麦的HMW-GS种类和优质亚基出现频率随品种更换呈增加趋势。综上所述,分离胶浓度为8.5% 的SDS-PAGE和 Bx7^OE、 Bx7^*/Bx7和 By8分子标记的方法可准确有效地检测小麦HMW-GS组成,此方法可用于优质小麦品种的鉴定和筛选。     

陕西小麦Glu-A3和Glu-B3位点等位变异的检测和分析

低分子量谷蛋白亚基（LMW-GS）与小麦品质密切相关。为了给陕西小麦的品质改良提供参考依据,采用STS分子标记,检测了175份陕西小麦品种（系）Glu-A3和Glu-B3位点的等位变异组成。结果表明,陕西小麦Glu-A3位点存在4种等位变异,即Glu-A3a、Glu-A3b、Glu-A3c和Glu-A3d,分别占12.6%、1.7%、58.3%和27.4%;Glu-B3位点存在8种等位变异,即Glu-B3a、Glu-B3b、Glu-B3d、Glu-B3e、Glu-B3f、Glu-B3g、Glu-B3i和Glu-B3j,分别占4.6%、2.9%、45.7%、0.6%、2.9%、8.5%、4.0%和30.8%。在陕西不同地区小麦之间,两个位点等位变异的种类、组合及其分布比例存在差异,这可能与地区间不同的自然地理环境、饮食习惯、育种目标及亲本选择有关。     

陕西省地方小麦品种多酚氧化酶基因等位变异检测及分布

小麦籽粒中多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)基因活性与面条等面制品颜色褐变密切相关,降低籽粒PPO活性是小麦品质改良的重要目标.利用PPO基因的功能标记PPO18和PPO29,对115份陕西省地方冬小麦品种(系)进行2A和2D染色体上PPO等位基因印Ppo-A 1a、Ppo-A1b和Ppo-D1b检测,并分析了品种等位变异的分布特点.结果显示:PPO18在等位基因Ppo-A1a(高PPO)和Ppo-A1b(低PPO)中分别扩增685 bp和876 bp的片段,PP029在Ppo-D1b(高PPO)等位基因中扩增490bp的片段.115份品种(系)中Ppo-A1a、Ppo-A1b6和Ppo-D1b等位基因的频率分别为37.39%、60.00%和45.22%.在陕西省所培育和引进的冬小麦品种(系)中,地方当家品种中最低PPO活性基因分布较多,而引进的冬小麦品种中高PPO活性基因分布较多.     

陕西小麦品种（系）脂肪氧化酶活性基因的遗传多态性分析

为给小麦品质改良提供理论依据,利用1A染色体上QLpx.caas1-AL位点的标记Xwmc312及基于4B染色体上TaLOX-B1位点开发的显性互补功能标记LOX16和LOX18,对173份陕西小麦品种(系)进行检测,分析LOX活性基因的遗传多态性。在QLpx.caas1-AL位点,所检测的陕西小麦品种(系)存在Xwmc312-227、Xwmc312-235和Xwmc312-247三种等位变异类型。其中,Xwmc312-227类型有54个,占31.21%;Xwmc312-235类型有31个,占17.92%;Xwmc312-247类型有88个,占50.87%。在TaLOX-B1位点,所检测的品种(系)存在TaLOX-B1a和TaLOX-B1b两种等位变异。其中,TaLOX-B1a类型有39个,占22.54%;TaLOX-B1b类型有134个,占77.46%。两个位点在陕西小麦中存在6种等位变异的组合类型,其总体分布比例不同,以Xwmc312-247/TaLOX-B1b组合类型品种(系)的分布比例最高(41.0%),其次为Xwmc312-227/TaLOX-B1b(19.6%)、Xwmc312-235/TaLOX-B1b(16.8%)、Xwmc312-227/TaLOX-B1a(11.6%)和Xwmc312-247/TaLOX-B1a(9.8%),而以Xwmc312-235/TaLOX-B1a组合类型品种(系)的分布比例最低(1.2%)。6种等位变异组合类型的分布比例在陕西不同麦区也存在差异。在陕西小麦中,低LOX活性等位变异品种(系)的比例明显高于高LOX活性等位变异品种。     

新疆小麦品种春化和光周期主要基因的组成分析

为了明确新疆冬春麦区小麦春化和光周期基因的分布特点,利用STS标记对185份品种(系)的重要春化基因Vrn-A1、Vrn-B1、Vrn-D1、Vrn-B3和光周期基因Ppd-D1位点的等位变异组成进行了检测和分析。结果表明,在新疆小麦品种中,春化和光周期基因位点显性等位变异分布频率不同。含有春化显性等位变异Vrn-A1的品种47个,占供试品种(系)的25.4%;Vrn-B1为43个,占23.3%;Vrn-D1为38个,占20.5%;Vrn-B3位点不存在显性等位变异。春化显性等位变异Vrn-A1、Vrn-B1和Vrn-D1在冬、春性小麦内的分布比例也不同。在春性小麦品种(系)中,显性等位变异Vrn-A1出现的频率较高(55.3%);其次为Vrn-B1,占50.6%;Vrn-D1占44.7%。在冬性小麦中,仅有显性等位变异Vrn-B1出现,占2.0%。在光周期基因Ppd-D1位点,80.0%的品种(系)携带光不敏感显性等位变异Ppd-D1a;其中在春性和冬性小麦品种(系)中,Ppd-D1a出现的频率分别为83.5%和77.0%。新疆小麦品种(系)中,存在11种春化和光周期基因显性等位变异组合。     

晋麦47幼苗叶片水分胁迫差异表达蛋白的鉴定与分析

为了从蛋白质水平进一步揭示小麦抗旱机理,以旱地小麦品种晋麦47为试验材料,采用蛋白质双向电泳技术,结合质谱鉴定技术,研究幼苗在正常供水与水分胁迫(-0.5 MPa的PEG-6000溶液处理48h)后叶片蛋白质组表达谱间的差异,分析水分胁迫差异表达的蛋白种类及其功能.研究发现,在正常供水和水分胁迫处理两种条件下,幼苗叶片蛋白的双向电泳图谱均可重复检测到850个蛋白点;31个蛋白点在两种供水水平间表达量存在显著差异,其中17个蛋白点在水分胁迫处理下表达量明显增加,14个蛋白点表达量明显减少.对这些蛋白点进行肽指纹图谱分析,并利用Mascot软件在NCBInr数据库搜索,最终有26个蛋白点被成功鉴定;其中,未知功能蛋白7个;已知功能蛋白19个,主要涉及能量、代谢、抗病与防御、细胞结构、转录与翻译以及信号转导等功能类别.结果表明,小麦体内的多个代谢及调控途径参与了对干旱的应激反应.最后,本文还对鉴定到的差异蛋白点与水分胁迫的关系进行了分析和讨论.     

陕西省地方小麦品种黄色素含量基因的遗传分析

面粉及其制成品的色泽是衡量小麦品质的重要指标之一.八氢番茄红素合成酶(Phytoene synthase,Psy)基因是影响小麦黄色素含量的关键基因,利用分子标记检测 98 份陕西省地方小麦品种(系)Psy-A1与 Psy-B1基因的等位变异及其分布,进一步验证Psy-A1与Psy-B1基因分子标记的有效性.利用黄色素含量基因(Psy-A1、Psy-B1) 的功能标记 YP7A 和 YP7B 检测了 98 份陕西省1980年以来自育和引进的小麦品种(系)Psy-A1等位基因Psy-A1a (片段长度为 194 bp,高黄色素含量)、Psy-A1b(片段长度为231 bp,低黄色素含量)和Psy-B1等位基因Psy-B1a (片段长度为151 bp,中黄色素含量)、Psy-B1b (片段长度为156 bp,低黄色素含量)、Psy-B1c (片段长度为428 bp,高黄色素含量) 与 Psy-B1d (片段长度为884 bp,不确定与黄色素含量的关系)的分布情况,并探讨了Psy-A1、Psy-B1等位基因在品种间的遗传关系.结果表明,陕西省主栽小麦品种(系)中Psy-A1a和Psy-A1b 基因型的频率分别为39.8%和60.2%,以低黄色素含量的Psy-A1b基因型为主;Psy-B1a、Psy-B1b、Psy-B1c与Psy-B1d 四种基因型的分布频率分别是24.5%,67.4%,7.1%和1.0%.对属于黄淮冬麦区之陕西汾渭河谷副区的小麦品种(系)Psy-A1a、Psy-A1b、Psy-B1a、Psy-B1b、Psy-B1c和Psy-B1d 基因型的分布频率分别为45.7%、54.3%,17.4%,71.7%,10.9%和0%;对属于西南冬麦区之陕南鄂西丘陵副区的小麦品种(系)Psy-A1a、Psy-A1b、Psy-B1a、Psy-B1b、Psy-B1c和Psy-B1d 基因型的分布频率则分别为32.7%,67.3%,30.8%,63.5%,3.9%和1.9%,说明不同副麦区的小麦品种(系)基因型差异明显,同时可以直接利用黄色素含量基因(Psy-A1和Psy-B1 )的功能标记YP7A和YP7B来提高小麦育种效率.