甘肃省小麦品种(系)HMW-GS和1BL/1RS易位系测定及其对品质的影响

【目的】为甘肃省小麦品质育种改良及食品加工提供理论依据和实践指导.【方法】本研究应用SDS-PAGE及1BL/1RS易位系特异引物,测定了小麦亲本材料的HMW-GS组成、1BL/1RS易位系和品质状况.【结果】HMW-GS的Glu-A1位点有3种变异,Glu-B1位点7种,Glu-D1位点6种,优质亚基5+10的频率较低,仅占17.46%;共出现17种HMW-GS组合形式,N/7+8/2+12组合的频率最高;Glu-1总评分与沉淀值、面团稳定时间、面团形成时间、面筋指数等性状呈极显著正相关;26个小麦材料被鉴定为1BL/1RS易位系,占供试材料的41.27%;1BL/1RS易位系可显著降低与面筋质量有关的品质性状,使沉淀值、面筋指数、面团形成时间、面团稳定时间等品质指标显著降低,而对反映蛋白质数量的相关性状影响较小,蛋白质含量、湿面筋含量等指标在1BL/1RS易位系和非1BL/1RS易位系间无明显差异.【结论】甘肃小麦品种中优质HMW-GS亚基所占比例低,且1BL/1RS易位系所占比例较高,在小麦品质育种改良工作中需要继续引进优良材料作为亲本.     

1BL/1RS易位系小麦品质性状相关基因等位变异分析

为了探讨1BL/1RS易位系在小麦品质育种中的潜在利用价值,利用小麦品质相关基因分子标记,明确了258份1BL/1RS易位系小麦品种(系)中5个相关基因型的分布规律。在258份1BL/1RS易位系小麦品种(系)中,Ppo-A1b和Ppo-D1a 2个基因型分布频率分别为58.2%和64.0%,Ppo-A1b/Ppo-D1a基因型所占比例为36.8%。这表明1BL/1RS易位系在低PPO活性小麦育种中具有应用价值。Psy-A1低黄色素等位变异基因型Psy-A1b仅占全部1BL/1RS易位系品种(系)的30.2%。在低黄色素小麦育种亲本组配中,应注意1BL/1RS易位系品种(系)的选择。硬质麦Pinb-D1b基因型所占比例为60.9%。在258份1BL/1RS易位系小麦品种(系)中,其中27份的基因型为Ppo-A1b/Ppo-D1a/Psy-A1b/Pind-D1b,这些品种(系)在小麦品质育种中有重要应用价值。穗发芽密切相关基因Vp1的等位基因Vp-1Ba、Vp-1Bb、Vp-1Bc所占比例分别为33.3%、3.1%、63.6%。     

小麦1BL/1RS易位系的生化和分子标记鉴定

本文利用A-PAGE方法对87份供试的小麦材料进行了黑麦碱(secalin)检测,并进一步利用低分子量麦谷蛋白Glu-B3的STS-PCR标记以及与抗条锈病基因Yr9紧密连锁的Xgwm582标记对上述材料进行了1BL/1RS易位检测。结果表明,在87份材料中鉴定出了一种新的改良1BL/1RS易位系,该类易位系的特征是:含有来自1RS的抗条锈病基因Yr9、不含黑麦碱、具有Glu-B3基因、比一般1BL/1RS易位系具有明显偏高的SDS-沉降值。本研究中选用的生化标记和分子标记可以有效检测出育种材料中的1BL/1RS、非1BL/1RS以及改良1BL/1RS易位系。     

小麦1BL/1RS易位系的检测

1BL/1RS小麦-黑麦易位对小麦的面包烘烤品质有很强的负面影响,快速准确地鉴定1BL/1RS易位对小麦的品质育种有重要意义。本文通过黑麦碱蛋白的SDS-PAGE电泳,分析比较了4个1BL/1RS小麦-黑麦易位相关基因的分子标记的特异性。结果表明,在供试的51份材料中,低分子量麦谷蛋白Glu-B3基因和黑麦碱蛋白Sec基因特异标记的PCR检测结果与蛋白电泳结果一致。同时也验证了一个多重PCR分子标记(Glu-B3引物和Sec-P1,P2引物复合)的可靠性。该共显性多重PCR分子标记不但能鉴定出1BL/1RS易位系,而且能鉴定出该位点的杂合情况,是适用于优质强筋小麦标记辅助选择的理想标记。     

小麦-黑麦1BL/1RS易位系在小麦育种中的应用及改良

小麦—黑麦1BL/1RS易位系因抗病、高产在小麦育种和生产中广泛应用,但在一定程度上也对小麦加工品质有着负面影响。文中综述了1BL/1RS易位系小麦的来源及在我国的利用状况,并提出了造成负效应的可能原因及其进行改良的可能方法,进而展望了1BL/1RS易位系在我国小麦育种中的研究前景。     

1BL.1RS易位系对小麦籽粒性状的遗传效应分析

【目的】研究1BL.1RS易位对小麦籽粒特征的影响及其遗传效应,为小麦籽粒性状的遗传改良提供理论依据。【方法】以豫麦49/周麦16杂交后代的176个F5重组自交系为材料,于2008-2010年连续2年对籽粒性状进行分析,并结合SSR和STS标记对1BL.1RS染色体进行籽粒性状的QTL检测。【结果】小麦籽粒性状中粒长和密度因子主要受基因型影响,千粒质量、粒宽、周长、面积及形态因子等性状受基因型和环境及其互作的影响较大,1BL.1RS易位能显著提高千粒质量、粒长、粒宽、周长和面积,但对形态因子和密度因子影响不显著。千粒质量与粒长、粒宽和密度因子均呈极显著偏正相关;而粒长和粒宽呈极显著偏负相关。位于1BL.1RS染色体短臂上的HVM20-AF1/AF4标记区间携带有控制千粒质量、粒宽和面积的QTL,可解释17.2%～21.0%的表型变异;AF1/AF4-Xg-wm582标记区间存在有控制粒长和周长的QTL,分别解释21.5%和14.9%的表型变异;与Nor-4紧密连锁的形态因子QTL可解释12.2%的表型变异,受环境影响较大。【结论】1RS携带有提高千粒质量、粒长、粒宽、周长、面积及形态因子的QTL,通过分子标记跟踪选择1BL.1RS易位系可有效改良小麦籽粒性状,进而提高千粒质量和产量。     

江苏淮北部分小麦品种品质性状相关重要基因的检测

为了解江苏淮北小麦品种重要品质性状相关基因状况,以20份近期审定的徐麦系列和淮麦系列小麦品种以及12份小麦对照材料为试验材料,采用SDS-PAGE电泳与PCR检测相结合,检测了小麦高分子量麦谷蛋白亚基;同时采用共显性PCR标记筛查1BL/1RS易位系以及Wx基因突变型。结果显示,江苏淮北小麦品种Glu-A1位点含3种亚基,其中1亚基占75%;Glu-B1位点有4种亚基,7+8亚基占60%;Glu-D1位点有3种亚基,5+10亚基占50%;1BL/1RS易位系有14份,占全部品种的70%;所有品种均为Wx基因野生型。     

RFLP标记揭示的1RS/1BL易位系对小麦农艺性状的影响

以含1RS／1BL易位染色体的多小穗小麦新种质10-A和普通小穗小麦品系88-1463,及其与非1RS／1BL易位系小麦川育12构成的重组系为供试材料,选用4个RFLP标记和1个醇溶蛋白标记Gld1B3分析了1RS／1BL易位系对小麦农艺性状的影响。结果表明,1RS／1BL易位系的每穗小穗数目和株高均显著或极显著地高于非易位系,其千粒重略高于非易位系(p＜0.1),而每小穗结实粒数却显著低于非易位系。抽穗期、穗粒数和穗粒重几个性状间差异不显著。1RS／1BL易位染色体在增加每穗小穗数目的同时还具有降低每小穗结实粒数的作用,这可能是导致易位系和非易位系间穗粒数差异不显著的直接原因。     

小麦-黑麦1BL/1RS易位系99/2439中蛋白激酶基因的克隆

[目的]克隆和分析小麦受体蛋白激酶基因片段。[方法]对经白粉菌诱导24 h的小麦-黑麦1BL/1RS易位系99/2439叶片中cDNA进行5′-RACE,获得小麦受体蛋白激酶基因的部分片段,并分析其蛋白质序列同源性。[结果]通过RACE获得了长度为1 708bp的小麦受体蛋白激酶基因片段。该片段的氨基酸序列(S1125)与基因Lrk19在641个氨基酸跨度内有86%相同,91%相似。S1125与小麦抗锈病基因Lrk10在636个氨基酸跨度内有84%相同,88%相似。S1125可能为丝氨酸-苏氨酸激酶。[结论]所克隆的小麦蛋白激酶基因片段与Lrk19基因和小麦抗锈病基因Lrk10具有较高的同源性。     

小麦高分子量谷蛋白亚基及1B·1R易位系对新疆拉面品质性状的影响

[目的]小麦高分子量谷蛋白亚基的遗传变异及1B·1R易位系对新疆拉面品种品质性状的影响.[方法]利用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)及1B·1R易位系分子标记,分析了82份新疆小麦材料高分子量谷蛋白亚基及1B·1R易位系组成和分布频率,对其理化品质和面团流变学特性进行检测,评价拉面蒸煮品质.[结果]82份小麦材料共出现9种高分子量谷蛋白亚基类型,6种高分子量谷蛋白亚基与9项次理化品质性状相关性显著,6种亚基与14项次面团流变学特性相关性显著,5种亚基与15项次拉面感官评价指标评分相关性显著.其中7+8、5+10、2+10为优质亚基,7、7+9、2+12为劣质亚基.同时,小麦品质性状以及拉面品质指标在1B·1R易位系中的表现都比在非1B·1R易位系中差,特别是面团流变学特性方面两者相差较大.[结论]利用HMW-GS组成,能够对小麦品质特性和拉面食用品质特性指标进行准确预测.在以后研究中应注意亚基组合对拉面品质指标的影响.同时,淘汰1B·1R易位系材料将有助于提高小麦的面筋质量.     

小麦-黑麦1BL.1RS易位系中1BL染色体臂的变异

【目的】研究小麦-黑麦1BL.1RS易位系中1BL染色体臂的变异,为1BL.1RS在小麦育种中的进一步应用提供依据。【方法】利用GISH和FISH技术从小麦品种绵阳11(MY11)和白粒黑麦远缘杂交的后代中筛选1R(1B)代换系G1和1BL.1RS易位系G2。选用小麦染色体1B上的40对引物对亲本MY11、白粒黑麦、G1、G2以及普通小麦中国春(CS)进行SSR分析。【结果】6对引物在MY11、CS及G2中扩增出1BL的条带,在G1和白粒黑麦中未扩增出条带,其中3对引物(Xgwm259、Xbarc188,Xgwm268)在亲本MY11及后代1BL.1RS易位系(G2)中扩增出差异性的1BL条带,说明在小麦-黑麦远缘杂交产生的易位系后代中,1BL染色体臂发生变异。有13对引物在MY11、白粒黑麦和G1、G2中扩增出差异性条带,说明在小麦-黑麦远缘杂交后代中小麦微卫星发生了一定的变化;引物Xbarc8能扩增出白粒黑麦染色体1RS的特异条带,且该条带稳定出现,可以作为白粒黑麦1RS染色体识别和鉴定的分子标记。【结论】小麦-黑麦1BL.1RS易位系中1BL染色体臂发生变异,Xbarc8是鉴定白粒黑麦1RS染色体臂的新的分子标记。     

小麦细胞质雄性不育系的分子细胞遗传学检测

利用 C-分带和 APAGE技术 ,对不同核型的具有粘果、易变、偏凸和二角山羊草细胞质的小麦雄性不育系进行了分子细胞遗传学标记检测。 APAGE分析发现 ,新不育系 5 - 1A和 7- 2 1A与 1BL/ 1RS易位型不育系77(2 )、82 2 2、偃师 9号、83(37) 6 5、80 (6 )同样均含有 1RS醇溶蛋白标记位点 Gld1B3。同时根尖染色体 C-分带显示5 - 1A和 7- 2 1A也含有 1RS端带。证明了 Gld1B3位点和 1RS端带可作为 1BL/ 1RS易位型不育系分子细胞遗传学标记。     

Glu-1和Glu-3等位变异及1BL/1RS易位与面包和面条品质关系的研究

 高分子量麦谷蛋白亚基（HMW-GS）和低分子量麦谷蛋白亚基（LMW-GS）组成和1BL/1RS易位是决定小麦加工品质的关键因素。将试验Ⅰ80份和试验Ⅱ78份国内外小麦品种分别在2种和4种环境条件下种植，研究了HMW-GS和LMW-GS的组成及1BL/1RS易位对面团流变学特性、面包和面条品质的影响。结果表明，Glu-B1、Glu-D1和Glu-B3位点对面团流变学特性、面包和面条品质的效应较大，而Glu-A3位点的效应较小。单个亚基对面筋强度和面包体积的贡献大小为，在Glu-A1位点，1＞2*＞N；在Glu-B1位点，7+8＞7+9；在Glu-D1位点，5+10＞4+12＞2+12；在Glu-A3位点，Glu-A3d＞Glu-A3c＞Glu-A3a；在Glu-B3位点，Glu-B3d＞Glu-B3f＞Glu-B3b＞Glu-B3j。单个亚基对延伸性和面条评分的贡献大小为，在Glu-A1位点，1＞N；在Glu-B1位点，20＞7+9＞7+8；在Glu-D1位点，4+12＞5+10≥2+12；在Glu-A3位点，Glu-A3c≥Glu-A3d＞Glu-A3a；在Glu-B3位点，Glu-B3b≥Glu-B3f＞Glu-B3d＞Glu-B3j。1BL/1RS易位对面团流变学特性、面包和面条品质皆有极显著的负面影响。     

用Glu-B3、Gli-B1和SEC-1b复合引物PCR检测普通小麦1BL/1RS易位系

 利用低分子量 (LMW )麦谷蛋白Glu B3的STS PCR标记、醇溶蛋白Gli B1的SSR标记和黑麦碱SEC 1b的STS PCR标记的复合PCR ,对 10个普通小麦品种、中优 950 7/CA963 2的 91个DH系和 2 8个F2 个体植株 ,进行了1BL/1RS易位系的检测。结果表明 ,中优 950 7/CA963 2的 3 9个DH系和CA963 2、晋麦 45、兰考 2 4、烟农 18、京冬 8等5个品种缺失 2个小麦贮藏蛋白位点的PCR产物 ,而拥有黑麦碱的PCR产物。利用PAGE和ELISA方法 ,对上述品种 (系 )进行了黑麦碱 (secalin)蛋白的检测 ,发现这些品种 (系 )均包含secalin ,与分子标记的检测结果吻合 ,是 1BL/1RS易位系。对 2 8个F2 单株的检测表明 ,该复合标记可以检测出早代 1BL/1RS的纯合和杂合植株     

几类异质非1BL/1RS小麦雄性不育系微效恢复基因累加效应的研究

为揭示非1BL/1RS小麦雄性不育系的恢复性遗传规律,特别是对恢复系的创制,以具有粘型、易型和偏型等细胞质的非1BL/1RS小麦雄性不育系,及对其有一定恢复力的小麦品种(系)132、83-3等为基础材料,以01-3-6为工具材料,采用特殊复合杂交法研究了这几类异质非1BL/1RS小麦雄性不育系微效恢复基因的累加效应。结果表明,以国际法表示时,不同核型材料中的粘型、偏型非1BL/1RS小麦雄性不育微效恢复基因均存在显著的累加效应,且在累加高代表现较为明显,以国内法表示时,则没有累加效应;不同核型材料对易型非1BL/1RS小麦雄性不育系育性恢复没有明显的规律性,以国内法计算的恢复度世代间变化幅度明显低于国际法;粘型、偏型非1BL/1RS小麦雄性不育系杂种F1产量的形成以小穗中部小花结实为主。     

新疆春小麦品种资源1BL/1RS易位和Bx7OE基因的分子检测

[目的]为新疆春小麦面筋品质改良提供有用材料和标记辅助选择的方法.[方法]选用4个STS标记对162份新疆春小麦品种资源1BL/1RS易位和Bx7亚基超量表达基因Bx7OE的分布进行检测,同时验证这4个标记的有效性.[结果]新疆春小麦品种资源中,1BL/1RS易位品种有24份,占14.8;,含有Bx7OE基因的品种有3份,占1.9;.在新疆春小麦地方品种、引进品种和自育成品种中,1BL/1RS易位和Bx7OE基因的分布频率也存在明显差异,其依次为7.5;、0;,24.4;、6.7;,14.1;和0;.[结论]新疆春小麦品种中1BL/1RS易位和Bx7OE基因的分布比例很低,这主要与新疆小麦育种中长期以来使用的亲本材料有直接关系.这四个特异性标记检测结果可靠稳定,可用于小麦品质育种中亲本评价和杂交后代优质基因聚合,可作为面筋强度辅助选择的有效工具.