小麦Glu-1位点变异和1B/1R易位对谷蛋白亚基表达量和面包加工品质的影响

选用北方冬麦区近年来育成的优质强筋品种及山东省主栽品种共42份, 采用反相高效液相色谱法(RP-HPLC)和凝胶色谱法(SE-HPLC)对小麦贮藏蛋白组分进行量化, 分析了不同高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)组成对其表达量、面团流变学特性和面包加工品质的影响。结果表明, Glu-D1位点对谷蛋白亚基含量和加工品质的加性效应最大, 达5%显著水平, 贡献率为28.5%~71.3%。在Glu-A1和Glu-D1位点, 单个亚基对谷蛋白亚基含量和加工品质的贡献分别为1>2*>N和5+10>2+12>4+12, 而在Glu-B1位点, 则表现为差异不显著。不同亚基组合的HMW–GS表达量差异达5%显著水平, 相同亚基组合的品种间贮藏蛋白组分表达量的变异较大, 亚基表达量的差异可能是导致品种间品质差异的重要原因。1B/1R易位显著降低LMW-GS、谷蛋白总量和%UPP, 导致加工品质变劣。选择具有优质亚基组合, 且谷蛋白亚基表达量高的类型, 是有效改良面筋强度, 进一步提高优质新品种选育的有效途径。     

Glu-1位点等位变异及表达量对麦谷蛋白聚合体粒度分布的影响

选用我国春播麦区23份(试验I)和北部冬麦区21份(试验II)品种(系),研究了Glu-1位点等位变异及其亚基表达量对谷蛋白聚合体粒度分布的影响。结果表明,Glu-1位点等位变异及其亚基表达量显著影响谷蛋白聚合体的粒度分布,且影响程度受蛋白质含量,尤其是高分子量谷蛋白总量水平的影响。在高分子量谷蛋白总量较低时(试验I),Glu-B1和Glu-D1位点对不溶性谷蛋白大聚体含量(UPP)及其占聚合体蛋白总量的百分比(%UPP)的加性效应都达1%显著水平;Glu-B1和Glu-D1位点单个亚基对两者的贡献分别为7^OE+8^* >7+9 >17+18 >7+8和5+10 >2+12,具有5+10亚基组合的%UPP显著高于具有2+12的亚基组合。高分子量谷蛋白的亚基表达量与UPP含量呈高度正相关,相关系数为0.79~0.93(P < 0.01)。而在高分子量谷蛋白总量较高时(试验II),仅Glu-D1位点对%UPP的加性效应达5%显著水平,5+10亚基对%UPP的贡献显著高于2+12和4+12;亚基组合间的聚合体粒度分布无显著差异。高分子量谷蛋白的亚基表达量与UPP含量的相关系数为0.42~0.86(P < 0.05或0.01)。结合高分子量谷蛋白表达量和优质亚基进行选择,能有效提高不溶性谷蛋白大聚体的含量和相对比例,有利于面筋强度和加工品质的进一步提高。     

高分子量谷蛋白5+10亚基和1B/1R易位分子标记辅助选择在小麦品质育种中的应用

谷蛋白亚基组成对小麦加工品质具有重要作用。以豫麦34、藁城8901和中优9507为优质亲本,以轮选987、石4185和周麦16为农艺回交亲本,采用5+10亚基和1B/1R易位分子标记结合田间农艺性状选择,育成4个BC₂F₄群体共125个高代品系。2008—2009年度,将这些高代品系分别种植于北京和河南安阳,分析了5+10亚基和1B/1R易位对蛋白质含量、和面时间和峰值曲线面积等品质参数的影响。4个群体中蛋白质含量与和面时间、峰值曲线面积等参数变幅较大,后代品系间品质差异明显,5+10亚基可显著增加和面时间和峰值曲线面积,1B/1R易位对和面时间和峰值曲线面积的作用则受遗传背景的影响。和面时间和峰值曲线面积等主要品质参数还受亚基表达量的影响,和面时间和峰值曲线面积与低分子量谷蛋白亚基含量显著正相关(r = 0.38~0.74,P < 0.05),导入5+10亚基可显著增加高分子量和低分子量谷蛋白亚基含量;Glu-B3位点等位基因的变化对高分子量谷蛋白亚基含量的影响不显著,对低分子量谷蛋白亚基含量的影响则因组合而异。通过有限回交,育种早代在室内采用5+10优质亚基和1B/1R易位分子标记辅助选择,结合田间农艺性状选择,可以加速培育优质新品种。     

Glu-B1位点亚基色谱鉴定及7OE对面团强度的影响

准准确鉴定高分子量谷蛋白亚基（HMW-GS）及探讨其对面团特性的影响是小麦品质研究的重要内容。用聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）和反相高效液相色谱（RP-HPLC）对62份品种（系）的HMW-GS组成进行鉴定。结果表明，结合SDS-PAGE和RP-HPLC两种方法可以对Glu-B1位点，尤其是Glu-B1（7+8）进行有效鉴定。选用13份姊妹系为材料，使用RP-HPLC和凝胶色谱（SE-HPLC）方法，研究了Glu-B1al（7^OE+8*）以及贮藏蛋白组分含量对面团强度的影响。结果表明，Glu-B1al（7^OE+8*）可显著提高HWM-GS总量和面团强度，7OE可作为优质亚基用于强筋小麦育种。相关性分析表明，谷蛋白总量、HWM-GS、LMW-GS以及x-HMW含量与最大抗阻力呈1%显著正相关，相关系数分别为0.76、0.76、0.77和0.72。SDS-不溶性谷蛋白大聚体（UPP）占谷蛋白聚合体总量的百分比与揉面仪峰值时间、粉质仪形成时间和稳定时间以及最大抗阻呈1%或0.1%显著正相关，相关系数分别为0.77、0.90、0.89和0.87。醇溶蛋白与谷蛋白含量的比值与揉面仪峰值时间呈1%显著负相关，相关系数为－0.69；与粉质仪稳定时间和最大抗阻呈5%显著负相关，相关系数分别为－0.58和－0.64。HPLC可有效分离和量化HWM-GS，并作为小麦品质育种有效的辅助手段。     

山东省普通小麦醇溶蛋白Gli-1和Gli-2位点等位基因的遗传变异

采用酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳(A-PAGE)，分析了山东省种植面积较大的37个小麦品种醇溶蛋白Gli-1和Gli-2位点等位基因的组成特点。结果表明，山东小麦在醇溶蛋白Gli-1 (Gli-A1、Gli-B1和Gli-D1) 和Gli-2 (Gli-A2、Gli-B2和Gli-D2) 位点存在多样性，共鉴定出58个等位基因，出现频率较高的有6个，分别为Gli-A1a (48.6 %)、Gli-B1l (35.1%)、Gli-D1k (35.1%)、Gli-A2b (35.1％)、Gli-B2g (35.1％)和Gli-D2a (29.7％)，其中Gli-B1l出现频率较高，表明1BL/1RS易位系在山东小麦中存在比较普遍。醇溶蛋白6个主要位点的遗传变异系数较高，平均为0.7930，变幅为0.7297～0.8269，其中Gli-D2位点遗传多样性最高，Gli-A1最低。对具有优质醇溶蛋白等位基因Gli-B1b或Gli-A2b的品种进行了高分子量谷蛋白亚基的组成分析,表明烟农15、烟优361、山农98-1和山农93-52同时含有优质谷蛋白5＋10亚基，在小麦育种中可利用这些优质亚基基因。     

低分子量谷蛋白亚基GlU-A3和GlU-B3位点对小麦面筋强度和烘焙特性影响

低分子量谷蛋白亚基是小麦谷蛋白亚基的重要组成部分,黄淮麦区小麦低分子量谷蛋白亚基组成对品质的效应尚缺乏系统的研究。本研究采用SDS-PAGE方法,鉴定了黄淮麦区42个小麦品种的Glu-A3位点和Glu-B3位点低分子量谷蛋白亚基组成,分析了低分子量谷蛋白亚基对小麦面筋强度和烘烤品质的影响。结果表明,在Glu-A3位点,对面筋强度和面包烘焙品质正向效应为:d,b>a,e;在Glu-B3位点,对面筋强度正效应为:h,d>f>g,b,j,对面包烘焙品质正向效应为:h>f,d>g,b,j。Glu-A3d/Glu-B3h亚基组合具有较好的面筋强度和烘焙品质。就低分子量谷蛋白亚基单个变异位点对品质综合效应而言,Glu-B3位点对品质作用比较大,与Glu-B1位点相近,同时,高低分子量谷蛋白亚基之间存在着互作效应,以Glu-B1/Glu-A3和Glu-D1/Glu-B3位点的互作效应比较显著。Glu-A3和Glu-B3位点及其所编码的不同亚基种类对品质的效应差异显著,并且与高分子量谷蛋白亚基位点存在互作,对不同位点优质亚基的聚合将有助于小麦品质的遗传改良。     

Glu-1位点缺失对小麦麦谷蛋白聚合体粒度分布及面团特性的影响

以Glu-1位点正常和部分缺失的小麦品系为材料,探讨HMW-GS和LMW-GS组成与谷蛋白聚合体粒度分布和面团特性的关系,为利用HMW-GS缺失系改良小麦品质提供理论依据。在20个供试硬白冬麦品系中,1个品系为Glu-A1位点缺失,5个品系为Glu-D1缺失,3个品系为Glu-A1和Glu-D1双缺失。所有品系的蛋白质含量皆较高(13.39%~14.12%),品系间无显著差异,缺失系与非缺失系间也无显著差异。Glu-1位点缺失显著降低了高分子量谷蛋白/低分子量谷蛋白比(HMW/LMW)、不溶性谷蛋白大聚体的含量和百分比。谷蛋白/醇溶蛋白比(GLU/GLI)在基因型间变幅较小,且在缺失系和非缺失系间无显著差异。Glu-1位点缺失显著降低了面团弹性,但显著提高了面团的延展性。部分Glu-1位点缺失系仍具有较高的面团强度和突出的延展性,谷蛋白聚合体粒度分布和面团特性受谷蛋白亚基组成和表达量的共同影响。研究结果表明,利用Glu-1位点亚基缺失可能是改善面筋延展性,提高食品加工品质的方法之一。     

HMW-GS和LMW-GS组成对小麦加工品质的影响

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)是决定小麦加工品质的重要因素。以小麦品种PH82-2(亚基组成1, 14+15, 2+12和Glu-A3d, Glu-B3d, Glu-D3c)和内乡188(亚基组成1, 7+9, 5+10和 Glu-A3a, Glu-B3j, Glu-D3b)的242份F₃和F₄株系(试验I)和91份产量比较试验材料(试验II)研究了贮藏蛋白组成对小麦加工品质的影响。结果表明,HMW-GS和LMW-GS等位变异对籽粒蛋白质含量的影响不大,但对加工品质均有极显著影响(P<1%)。就位点的效应而言,Glu-D1位点对加工品质的效应较大,而Glu-D3位点的效应较小。就单个亚基而言,在Glu-B1位点,14+15<7+9;在Glu-D3位点,Glu-D3c>Glu-D3b。1B/1R易位系的部分品质性状,如和面时间、曲线下降斜度和峰积分好于非1B/1R易位系。     

陇东地区部分冬小麦品种(系)HMW-GS的组成与遗传变异分析

本实验通过SDS-PAGE技术,对陇东地区部分冬小麦品种(系)的高分子量谷蛋白亚基组成及亚基组成频率进行了分析.结果表明陇东地区冬小麦品种(系)存在16种亚基组合类型,以N,7+8,2+12亚基含量丰富,其出现频率占品种(系)总数的36.50%,而含5+10亚基的亚基组合类型只有3种,仅占品种(系)数量的9.62%.Glu-1位点遗传多样性单一,Glu-A 1位点仅有2种等位变异形式,N亚基频率最高(71.15%);Glu-B 1位点有4种等位基因变异形式,7+8亚基频率最高(59.62%);Glu-D 1位点上有6种等位基因变异形式,2+12亚基频率最高(61.54%).通过对地方品种、育成品种(系)和引进品种HMW-GS组成比较发现,地方品种亚基的组成类型呈现出组成单一,优质亚基少的特点;而外引品种和育成品种亚基类型较为丰富,且包含一定数量的优质亚基.     

小麦高分子量谷蛋白亚基遗传规律及其品质效应之研究进展

高分子量谷蛋白亚基在Glu-1位点上有很强的多态性,在组成上有高度的异质性,变异非常丰富,对品种品质有很明显的作用。因此,高分子量谷蛋白亚基一直受到育种家们的广泛关注。在此,综述了小麦高分子量谷蛋白亚基在F1、F2等世代中的基因表达特性和亚基遗传规律,以及不完全表达和遗传畸变。同时还综述了各小麦高分子量谷蛋白亚基位点,位点内各亚基及亚基组成对品质的效应。并讨论了利用优质亚基、亚基组合对小麦品种品质改良的应用前景。     

1B/1R与非1B/1R小麦K型雄性不育系比较研究

利用非1B/1R类型小麦雄性不育系及保持系与1B/1R类型小麦雄性不育系及保持系进行农艺性状、抗病性、光合速率及SOD活性的分析比较。结果表明,T.spelta1BS染色体导入使非1B/1R类型小麦比1B/1R类型不易产生单倍体,农艺性状中除株高具明显优势外,其他性状均不存在显著差异,两类不育系及保持系的抗病性也无明显差异;非1B/1R的K型不育系光合速率高于1B/1R类K型不育系;1B/1R和非1B/1R类型不育系的SOD活性的变化差异较小,均呈下降趋势,保持系差异较大。非1B/1R类型和1B/1R类型小麦雄性不育系花粉败育的关键时期均为二核期到三核期。     

两类小麦雄性不育系花粉发育中丙二醛含量及膜透性变化研究

（西北农林科技大学农学院,陕西杨凌 712100）     

SDS-PAGE和PCR检测1B/1R易位系研究初报

采用18个冬小麦品种作为供试材料,分别通过SDS-PAGE检测黑麦Secalin蛋白和PCR检测黑麦1RS染色体或其片段,结果表明:SDS-PAGE检测不出不带有secalin蛋白的1B/1R小片段易位系,而PCR则能检测出,从而提高1B/1R易位系的检出率;SDS-PAGE和PCR结合是检测1B/1R易位系的一种快速经济的有效方法。     

SDS-PAGE of the high-molecular-weight subunits of wheat glutenin and the characterization of 1R (1B) substitution and 1BL/1RS translocation lines

Summary The high-molecular-weight subunits of glutenin from wheat 1R(1B) substitution and 1BL/1RS translocation lines were fractionated by SDS-PAGE. Two new subunits denoted R₁ and R₂ were characterized in 1R(1B) substitution, but not in 1BL/1RS translocation lines. R₁ and R₂ were proved to be rye proteins by 2d electrophoresis (NEPHGE x SDS-PAGE).In contrast to literature citations it was demonstrated that the cultivar Winnetou is a 1R(1B) substitution line and the cultivars Clement and Mildress both are 1BL/1RS translocation lines.     

Cry1Ab/1Ac基因在转基因玉米中的表达研究

本研究通过人工合成获得了密码子的优化Bt杀虫蛋白基因Cry1Ab/1Ac,并以草甘膦抗性基因epsps为标记基因,构建了高效表达载体pBAC174,并用基因枪法将表达载体pBAC174导入受体材料幼胚愈伤组织。对轰击后的愈伤组织进行筛选、分化和植株再生,获得40个草甘膦抗性的玉米再生植株。经PCR和Southern杂交检测表明,外源Cry1Ab/1Ac基因已经整合到玉米的基因组中。转基因植株叶片蛋白粗提物用BT-Cry1Ab/1Ac金标免疫检测试纸条检测,结果表明Bt基因在部分转基因植株后代获得了表达。本研究为进一步利用Cry1Ab/1Ac基因进行玉米抗虫育种奠定了基础。     

冬小麦种质矮孟牛及其衍生后代1BL/1RS的分子和生化标记鉴定

本研究以小麦骨干亲本矮孟牛及其33个衍生品种(系)为材料,利用低分子量(LMW)麦谷蛋白Glu-B3位点的STS-PCR标记、醇溶蛋白Gli-B1位点的SSR标记和黑麦碱SEC-1b位点的STS-PCR标记进行复合PCR,检测1BL/IRS易位.结果表明,矮孟牛Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ和Ⅶ型含有1BL/1RS染色体,矮孟牛Ⅰ和Ⅲ型不含1BL/1RS;在矮孟牛的33个衍生后代中,25个含1BL/1RS,其余8个则不含1BL/1RS.利用A-PAGE技术对上述材料进行了黑麦碱蛋白的检测,结果与复合PCR一致,两种方法相结合能准确的检测1BL/1RS.     

苏云金杆菌vip1A/vip2A基因的鉴定及其与cry1基因的联系

利用PCR方法检测vip1A/vip2A基因在野生型Bt菌株中的分布,进行基因片段的克隆和序列分析.结合cry1基因的PCR-RFLP基因型鉴定体系,分析与vip1A/vip2A基因有联系的cry1类基因.结果表明,分离保存的171株野生型Bt菌株中,有20株菌株含有vip1A/vip2A基因,分布率为11.69%.成功克隆了菌株Bt16的vip1A/vip2A基因片段,命名为vip1A/vip2A-16,GenBank 登录号为EU594327.cry1基因的PCR-RFLP鉴定结果表明,该20株菌株均含有cry1Fa基因,说明vip1A/vip2A基因与cry1Fa可能具有某种联系.     

1B/1R易位在小麦花药培养中作用的研究

对1B×1B、1B×1B/1R和1B/1R×1B/1R三类杂交组合共23个F1及其15个亲本的花药培养效应进行了研究；并对1B×1B/1R类型9个杂交组合的593个F1花粉植株进行了根尖细胞染色体鉴定。研究结果表明：在1B背景下，1B/1R易位能显著提高小麦花粉愈伤组织诱导率、绿苗分化率和绿苗诱导率，并发现由1B×1B/1R类型杂交组合F1获得的花粉植株     

1BL/1RS易位染色体在小麦育种中的应用效果分析

以来自周麦18/郑麦9023//周麦18回交组合的156个BC1F5品系(其中89个为1BL/1RS易位系,67个为非1BL/1RS易位系)为材料,研究1BL/1RS易位染色体在小麦育种中的应用效果。结果表明,在周麦18和郑麦9023遗传背景下,1BL/1RS对产量及其相关性状无显著正向作用,与SDS沉淀值呈显著负相关,与白粉病抗性无显著相关。说明来自"洛类"系统的1BL/1RS易位染色体在特定的遗传背景和生态条件下没有明显值得继续利用的价值。