小麦HMW-GS最佳测定时间的探讨及其应用

为了探明小麦收获前测定高分子量谷蛋白亚基的最佳时间,实现高分子量谷蛋白亚基与综合育种目标性状的同时选择.从小麦开花期始,对21个小麦品种(以中国春为对照)每5天用SDS.PAGE法测定其HMW-GS以寻找最佳测定时间,并对21个杂交组合后代进行连年选择.结果表明,乳熟中期HMW-GS谱带始达清晰,是当代测定当代选择的最佳测定时期.通过连年高分子量谷蛋白亚基的选择,部分高分子量谷蛋白优质亚基出现的频率得到显著的提高,选择效果良好.选育出高产优质小麦新苗头品系宝麦35,证明当代测定高分子量谷蛋白亚基的同时结合综合育种目标性状进行选择,对于选育优质,高产、抗逆新品种效果是良好的.     

小麦远缘杂交后代节燕98-2分离类型贮藏蛋白的研究

采用A-PAGE和SDS-PAGE聚丙烯酰胺凝胶电泳方法,对远缘组合分离出来的节燕98-2类型入选11个遗传性基本稳定的具有高产、多抗的小麦株系的醇溶蛋白和高分子量谷蛋白亚基进行了分析.结果表明,在A-PAGE电泳分析中,11个供试株系具有11种不同的醇溶蛋白带型.在SDS-FAGE电泳分析中,出现了7种不同的高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)及6种亚基组合类型,优质亚基及亚基组合所占的比例较少,品质评分偏低,其变幅为5～8分,平均为6.36分.但在所分析的材料中,出现了一个少见的特殊亚基:2 10 12.并研究了这些HMW-GS和组合频率及特点.11个株系中7个具有45 10优质亚基和2个具有2*亚基,它们可供小麦优质育种利用.研究表明,通过远缘杂交能够选育出具有高产、抗病和优质的小麦新材料.     

早世代优质小麦的快速筛选鉴定

为提高育种后代优质小麦新品种的中选概率,本研究以强筋小麦品种‘济麦20’与高产小麦品种‘济麦22’杂交和回交获得的76个BC₁F_2:4群体为试验材料,通过SDS沉降值测定、面筋指数测定和高分子量谷蛋白亚基电泳分析,筛选到2个优质小麦株系(6225和6294);初步建立了育种后代早世代优质小麦的快速筛选鉴定方法体系,即首先测定株系的面筋指数,再测定谷蛋白亚基组成和SDS沉降值,最后测定稳定时间等品质指标。本研究建立的优质小麦快速筛选方法体系,对于提高优质小麦新品种中选概率具有一定的应用价值。     

小麦高分子量谷蛋白亚基与小麦品质性状关系的研究

采用SDS-PAGE方法, 通过对4个优质亲本与3个农艺亲本间杂交获得的F2群体的每一单株及其亲本进行小麦高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)组成分析, 并对每一F2单株上F3籽粒群体的高分子量谷蛋白亚基组成与其籽粒蛋白质含量、 SDS-沉降值的关系进行研究,结果表明：小麦高分子量谷蛋白亚基组成不同的群体间籽粒蛋白质含量差异不显著     

半粒法综合鉴定小麦高分子量谷蛋白亚基研究

高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)是决定小麦食品加工品质的重要因素。为了快速而全面地鉴定小麦品种或杂交后代的高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS),本研究以宁春4号、扬麦19号和宁春4号×扬麦19号F2分离群体种子为研究对象,采用半粒法进行综合鉴定。即先从小麦胚端1/3~1/2处切除种子胚乳提取DNA,用分子标记快速筛选出含5+10亚基的籽粒,再从这些籽粒提取的DNA残留物中提取蛋白质,采用SDS-PAGE电泳法从总体上确定其HMW-GS的组合,从中筛选出含1,17+18,5+10亚基的籽粒。结果表明,在96粒F2分离群体种子中,有31粒种子被PCR鉴定为5+10纯合亚基,再经SDS-PAGE电泳鉴定,确定有14粒含1,17+18,5+10优质亚基,其中4粒种子的亚基组合为1,17+18,5+10。与之前的研究相比,半粒法能充分利用实验样品,快速筛选到含有优质亚基组合的籽粒,有助于优质小麦育种。     

冬小麦高、低分子量麦谷蛋白亚基形成时间和积累强度及其与沉降值的关系

采用6个不同品质类型冬小麦品种研究高、低分子量麦谷蛋白亚基形成时间和积累强度及其与沉降值的关系。结果表明, 在籽粒形成过程中,各品种的高分子量谷蛋白亚基（HMW-GS）开始形成时间及形成速度不同,低分子量谷蛋白亚基（LMW-GS）B区在花后10 d基本形成;随着籽粒发育,HMW-GS和LMW-GS的类型和积累量都逐渐增多。强筋小麦     

小麦品质的麦谷蛋白亚基评定标准研究

测定了233份小麦面粉样品的高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)含量、Zeleny-沉降值和谷蛋白大聚体(GMP)含量,并根据SDS-PAGE结果计算了其Payne亚基品质评分.结果表明,不同HMW-GS含量差异显著,不同HMW-GS所对应品种的HMW谷蛋白总量、沉降值、GMP含量、Payne品质评分平均值也存在显著差异,说明不同亚基对品质的影响存在显著差异.HMW谷     

节节麦HWM-GS D~tx5与普通小麦HWM-GS Dx5亚基的AS-PCR鉴别

高分子量谷蛋白(HMW-GS)是小麦的重要储藏蛋白之一,决定小麦烘烤品质,其中HMW-GS Glu-D1位点与面包烘烤品质的关系最为密切。人工合成小麦(synthetic hexaploid wheat,SHW)继承了节节麦D基因组丰富的遗传变异,是高效利用野生祖先种优良基因的重要桥梁资源;近年来随着人工合成小麦在小麦遗传育种中的不断应用,来自节节麦类群的大量高分子量谷蛋白亚基类型越来越多的涌向普通小麦。而传统SDS-PAGE无法区分节节麦HMW-GS Dtx5和普通小麦Dx5亚基,鉴于此本研究利用节节麦HMW-GS Dtx5亚基和普通小麦HMW-GS Dx5亚基DNA序列之间存在的几个SNPs差异开发出等位特异PCR(allele specific polymerase chain reaction,AS-PCR)引物,通过PCR方法来区分两种不同来源的5亚基。结果显示,所设计出的两对引物都能够扩增出清晰稳定的目标条带,并且两对引物的扩增结果一致,含HMW-GS Dx5亚基的表现为阳性带,含节节麦来源的Dtx5亚基表现为阴性;同源性分析表明Dtx5亚基与Dx2亚基氨基酸序列的同源性要高于Dtx5与Dx5之间的同源性。     

晋南部分小麦骨干品种HMW——GS组成分析

采用SDS-PAGE技术对晋南麦区近10年来主要推广的38份小麦骨干品种的高分子量麦谷蛋白亚基组成进行分析。同时按照Payne等的谷蛋白亚基评分标准进行品质评分。结果表明,高分子量谷蛋白变异较为丰富。晋南麦区现有小麦骨干品种的HMW-GS组成中以亚基2+12居多,亚基5+10、2*的品种数量较少。因此,在品质育种中应加强优质谷蛋白种质资源的引进和利用。     

二倍体长穗偃麦草高分子量谷蛋白亚基多态性研究

二倍体长穗偃麦草(Thinopyrum elongatum)E组染色体携带有对小麦遗传育种有益的基因。通过SDS-PAGE，分析了9份二倍体长穗偃麦草的高分子量谷蛋白亚基类型，初步发现有6种等位变异类型，显示了二倍体长穗偃麦草E组染色体携带有丰富的高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)等位基因类型，是普通小麦进行品质改良的重要基因资源。     

施氮时期对小麦籽粒HMW-GS积累及GMP粒度分布的影响

在225 kg hm^-2施氮水平下, 设置起身肥(SE, GS 30), 拔节肥(JT, GS 32)和孕穗肥(BT, GS 41) 3个追施氮肥处理(底追比1:1), 研究了追肥时期对强筋小麦济南17和弱筋小麦鲁麦21籽粒HMW-GS积累和GMP粒度分布的影响。结果表明, 两品种籽粒HMW-GS于花后14 d均已形成, 济南17籽粒HMW-GS和GMP含量均高于鲁麦21, 说明强筋小麦具有较强的谷蛋白积累能力。济南17成熟期籽粒HMW-GS和GMP含量以SE处理最高, 施氮时期后移其含量呈下降趋势。JT处理显著提高鲁麦21灌浆中后期HMW-GS的积累速度, 延长HMW-GS的快速积累期。济南17 SE处理和鲁麦21 JT处理的籽粒x型亚基(1、4或5、7)在灌浆中后期的积累速率显著提高。追肥时期对y型亚基的积累速率无显著影响。追氮时期后移均提高两品种籽粒GMP小颗粒的(粒径<12 μm)体积和表面积百分比, 降低大颗粒(粒径>100 μm)体积和表面积百分比。济南17粒径>12 μm的GMP颗粒数目百分比因追氮时期后移而增加, 鲁麦21粒径>12 μm的GMP颗粒数目百分比则降低。含4+12亚基的强筋小麦济南17比含5+10亚基的弱筋小麦鲁麦21偏向于更高的大颗粒体积比例, 说明亚基间的聚合和GMP颗粒的分布不仅与亚基类型有关, 而且与单位面粉中亚基的含量密切相关。     

高产优质小麦新品种‘石优20号’选育及应用

为选育出高产稳产、品质优异,抗逆性强、适应性广小麦新品种,以‘冀935-352’为母本,‘济南17’为父本进行杂交;采用在不同土质和生产条件下异地交替定向选择。在高肥条件下,前期足水供应,促营养体充分发育,后期干旱胁迫,在逆境条件下筛选生产能力强的个体以提高品种的抗旱性、节水性、抗逆性、适应性等;选种方向上注重选择产量因素协调的个体;高代品系采用跨区域多点风土适应性鉴定筛选的方法,使高产稳产与抗逆广适达到高度结合;同时,从F3代进行实验室品质同步选择。成功选育出小麦新品种‘石优20 号’。该品种集高产、优质、抗旱、耐瘠、节水等特点于一体,于2009 年通过河北省优质组审定,2011年又通过了国家审定。其遗传基础丰富、性状良好,可作为高产优质种质利用。     

基于相对迁移率的节节麦高分子量谷蛋白亚基组成分析

高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)是影响小麦烘烤品质的重要因素。新的HMW-GS变异类型的发现和利用,有助于优质小麦品种的培育。然而,目前HMW-GS新变异类型众多、对照标准材料多样,导致传统数字命名系统分辨率严重降低。本研究通过利用HMW-GS的条带与中国春1Dx2条带的迁移率比值作为相对迁移率来表示亚基类型,进而提高HMW-GS的分辨率,并且不需要除中国春以外的其它对照材料。在158份节节麦中,成功检测到了64种亚基类型和127种亚基组合。对这些亚基组合进行聚类分析,结果显示在遗传相似系数(GS)为0.003的水平上可将其划分为9个类群。上述结果表明,本研究采用的基于相对迁移率的亚基表示方法,能有效区分SDS-PAGE胶上距离较近的蛋白条带,可为麦类作物HMW-GS变异类型的发掘提供新的手段。     

优质高产小麦新品种川麦44的选育研究

对川麦44的产量、品质表现、蛋白质亚基的组成和抗病性进行了分析。结果表明川麦44具有优质强筋、高产、抗病性好，分蘖力强，成穗率高，矮杆，早熟、产量构成因素良好的特点，是适应四川省各生态麦区种植的优质小麦；川麦44的亚基组成为1，7+8，5+10，按Payne 标准评分为10。对四川省优质小麦的育种和发展进行了探讨。     

小麦品系2004s-47的1Dx基因的克隆与序列分析

明确 2004s-47品系 1Dx基因的序列,为寻找新的优质 HMW-GS类型、实现小麦品质的改良及育种提供理论依据。应用 SDS-PAGE对 2004s-47品系中 HMW-GS的亚基组成进行分析,用 PCR技术克隆1Dx亚基基因并用 DNAMAN软件进行序列分析。结果从 2004s-47品系中扩增出了大小为 2514 bp的基因。该基因具有典型的小麦 HMW-GS x-型基因序列结构特征。又因为 1D比 1A和 1B基因组中的 x-型和 y-型基因易表达,结合 SDS-PAGE的结果,所以 2004s-47品系中 HMW-GS的亚基组成为(Null, 7+8, ?+10)。序列比对表明, 2004s-47品系的 1Dx？基因与节节麦(Aegilops tauschii) 1Dx2.1t (AF480486)同源性最高。将该序列提交到 NCBI,获得序列登陆号为： KP702118。2004s-47品系中 1Dx？序列的确定,为原核表达确定1Dx？是否为新的基因提供了基础,也为品质改良及育种提供了依据。     

Effects of Post-Anthesis Drought and Waterlogging on Accumulation of High-Molecular-Weight Glutenin Subunits and Glutenin Macropolymers Content in Wheat Grain

Drought and flooding during grain filling have become major constraints to wheat quality and yield. The impacts of water deficits and waterlogging during the grain filling on contents of high-molecular-weight glutenin subunits (HMW-GS) and of glutenin macropolymers (GMP) in grains of the winter wheat cultivar Yumai 34 with high grain protein content (GPC) and Yangmai 9 with low GPC were studied. At maturity, GPC was higher under drought and lower under waterlogging compared to the control, while contents of GMP and HMW-GS were reduced by the two water-stress treatments. The contents of both HMW-GS and GMP were higher in Yumai 34 than in Yangmai 9. A drought event after anthesis increased the accumulation of HMW-GS during the early grain filling stage. By contrast, waterlogging reduced the accumulation of HMW-GS during the whole grain filling phase. At maturity, the HMW-GS and GMP to protein ratios were also depressed under the two water-stress events, while the HMW-GS to GMP ratio was very close between the three treatments in Yumai 34 and much higher under the control than the drought and waterlogging treaments in Yangmai 9. It is concluded that the variation in GMP content with various water-stress treatments is attributed to the changing in accumulation of HMW-GS in the grain.     

分子标记辅助选育小麦抗白粉病、优质高分子量麦谷蛋白亚基聚合体

现代小麦育种的目标是选育丰产、综合抗逆性好的优质小麦新品种,将分子标记技术与传统育种方法相结合可以大大提高育种效率.本研究利用与小麦抗白粉病基因Pm21紧密连锁的共显性PCR标记、以及优质高分子量麦谷蛋白亚基1Dx5 1Dy10特异的PCR标记对以小麦品种安农94212、安农92484为优质亲本和以抗白粉病小麦簇毛麦易位系为抗病亲本的杂交高代材料进行标记位点的检测,结合田间抗病性鉴定结果,筛选、培育出聚合有Pm21和1Dx5 1Dy10的抗白粉病小麦聚合体,为小麦抗病、优质育种提供了具有重要利用价值的中间材料.     

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-D1位点亚基缺失弱筋小麦新种质的创制及其品质分析

辐射诱变是一种重要的变异手段,为了丰富小麦的品质性状变异资源,通过采用60Co-?射线辐射普通小麦品种‘冀3235’幼胚愈伤组织的方法,获得辐射诱变处理的再生植株。对再生株后代种子进行麦谷蛋白亚基的SDS-PAGE分析,结果从中发现了不含Glu-D1位点编码的高分子量麦谷蛋白亚基的材料。经进一步的系谱选择,选育成了稳定遗传的7份材料。与对照‘冀3235’相比,这些株系的农艺性状无明显差异,醇溶蛋白A-PAGE电泳谱带也完全相同,仅在麦谷蛋白SDS-PAGE电泳图谱的Glu-D1位点上有差异（变异系缺少Glu-D1位点控制的亚基,对照‘冀3235’为2+12）。品质分析结果表明,Glu-D1位点缺失系的面粉品质发生了很大变化,其湿面筋没有检出,沉降值显著下降。这些变异系是培育弱筋小麦品种和评价Glu-D1位点功能的珍贵材料。