离子束诱导小偃81突变系麦谷蛋白和醇溶蛋白遗传变异分析

摘要：本实验以N+（30Kev）注入诱导获得的小偃81突变系M4代种子为材料,采用SDS-PAGE和A-PAGE技术对其高分子量麦谷蛋白亚基和醇溶蛋白进行系统分析,检测到3个高分子量麦谷蛋白亚基缺失系：1Ax1缺失系,1Bx14+1By15缺失系,1Dx2+1Dy12缺失系,出现频率由大到小依次为1Ax1＞1Bx14+1By15＞1Dx2+1Dy12。醇溶蛋白方面共检测到5种变异类型,1Ax1缺失系有3种突变类型,1Bx14+1By15缺失系和1Dx2+1Dy12缺失系各有1种突变类型,ω区变异类型最多,其次是α区和γ区,β区没有发现变异类型,在5种变异类型中有一条相同的变异谱带。结果表明：N+（30Kev）离子束注入能有效地诱导小麦种子高分子量谷蛋白亚基和醇溶蛋白的变异,并能够在后代中稳定遗传。     

离子束介导大豆DNA转入普通小麦后代的麦谷蛋白和醇溶蛋白分析

为了研究离子束介导大豆DNA转入普通小麦的效果,应用SDS-PAGE和A-PAGE电泳分析了离子注入介导大豆DNA转入普通小麦后代中高蛋白含量植株的麦谷蛋白和醇溶蛋白。SDS-PAGE电泳结果表明,与对照相比有8个高蛋白含量植株的HMW-GS谱带数目发生了变化或着色增强。A-PAGE电泳结果表明,与对照相比有9个高蛋白含量植株的醇溶蛋白谱带数目及着色强度发生了变化。说明离子束介导大豆DNA转入普通小麦后代中的高蛋白含量植株在醇溶蛋白和麦谷蛋白基因位点上可能出现了变异。     

波兰小麦醇溶蛋白遗传变异分析

为了解波兰小麦物种的遗传变异水平和种内不同材料间的遗传关系,利用APAGE技术对72份来源于全世界的波兰小麦材料醇溶蛋白位点进行了检测。结果表明,波兰小麦醇溶蛋白位点存在丰富的变异类型,共产生48条迁移率不同的醇溶蛋白谱带,每个材料具有8~24条不等,平均16.2条。材料间平均遗传相似系数(GS)为0.5132,变幅为0.1429~1.000。当GS水平为0.50时,所有材料可聚为4个大类,其中CItr13919等16个来源于埃塞俄比亚的材料均聚在一起,而另一大类为5份来自于葡萄牙的材料。可以认为,APAGE揭示的种内遗传关系与其地理分布有一定的相关性。     

茸毛偃麦草醇溶蛋白位点向小麦中的导入

为了进一步研究茸毛偃毛草基因向小麦中的导入情况,采用种子贮藏蛋白电泳技术对新创制的小麦-茸毛偃麦草部分双二倍体TE-3的醇溶蛋白和谷蛋白亚基组成进行分析,发现源自茸毛偃麦草的部分醇溶蛋白特征带在双二倍体中得到表达。利用不含1RS/1BL染色体的四川小麦品种对小麦与茸毛偃麦草的杂种F1进行连续回交,并结合染色体逐代观察,现已获得一批变异类型丰富的种质材料Y176,对其中农艺性状优良的部分株系,如Y176-12等进行的蛋白电泳分析,发现了茸毛偃麦草的特异醇溶蛋白带的导入。     

圆锥小麦（Triticum turgidumL．）贮藏蛋白的遗传多样性研究

为发掘可供利用的优异基因资源,采用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）和酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳（APAGE）对来自17个国家和地区的95份圆锥小麦的贮藏蛋白进行了分析。结果表明,圆锥小麦贮藏蛋白位点存在丰富的遗传多样性。供试材料中共检测到17种高分子量麦谷蛋白亚基和34种亚基组合类型,其中亚基1和7＋8分别为Glu-A1和Glu-B1位点优势亚基,也检测到优质亚基14＋15和17＋18。亚基组合1／7＋8和null／7＋8虽为优势组合,但所占频率低;醇溶蛋白检测共分离出29条多态性带纹,其中每份材料可分离出5～20条,平均12条,平均遗传相似系数为0．471。供试材料在0．402水平上可分为五类,其聚类结果与材料来源地并不完全一致。试验结果表明,中国圆锥小麦地方品种在高分子量麦谷蛋白亚基表现上具有独特性。     

21份印度小麦高分子谷蛋白亚基、醇溶蛋白及品质分析

为挖掘优良的小麦种质资源,以引进的21份印度小麦种质为材料,利用SDS-PAGE和A-PAGE技术,分析了其高分子量谷蛋白亚基和醇溶蛋白组成。结果表明,在21份印度小麦材料中出现了12种HWM-GS亚基类型和14种亚基组合,其中有3种亚基类型(Null、1、2*)在Glu-A1位点,4种亚基类型(7+8,17+18,7,7+9,13+16)在Glu-B1位点,4种亚基类型(5+10,2+12,4+12,5+12)在Glu-D1位点。1、2+12优质亚基的比例相对较高,均为47.6%。小麦HWM-GS亚基组合1/7+9/2+12在所有亚基组合类型中出现频率高达19.0%。大多数材料的品质得分为7、8分,平均7.52分。共分离出32种迁移率不同的醇溶蛋白谱带,2和3号带出现频率最高,分别为95.24%和90.48%。DA 7200近红外分析仪初步分析结果表明,这21份印度小麦种质资源品质指标相对偏低。     

小麦 中间偃麦草渗入系的HMW GS组成及等位变异分析

为了给小麦品质育种提供有益材料和信息,利用SDS-PAGE技术对311份新育成的源于偃麦草的高代渗入系的HMW-GS组成进行了分析。结果表明,在参试材料中共检测到16种不同的亚基类型:在Glu-A1位点有Null、2*和1亚基等3个等位变异类型,以优质亚基1和2*为主要类型,占测试材料的71.1%;Glu-B1位点有7、7+8、7+9、6+8、13+16、13+19、14+15、17+18等8个等位变异类型,以17+18为主要类型,其次为7。优质亚基13+16、14+15和17+18的出现频率共计53.4%;Glu-D1位点有2+12、5+10、2+10、2+12、5+12亚基5个等位变异类型,以2+12为主要类型,占53.7%,其次为5+10,占38.9%。同时发现共有32种亚基组合,以"2*、17+18、2+12"的出现频率最高,为13.2%;其次为"1、17+18、5+10",占10.6%。品质得分为8～10分的材料有164份,占52.73%。由此可见,在这些小麦-中间偃麦草高代渗入系中存在丰富的高分子量谷蛋白亚基变异,可能对小麦品质改良具有重要的应用价值。     

重离子辐射玉米自交系田间性状的统计分析

利用7Li重离子辐射诱变永19玉米自交系, 跟踪记录从M1代到M3代植株的田间性状, 用生物统计学方法对当代植株的发芽率及后代植株的株高、穗位高、相对穗位等数据进行分析。结果表明, 重离子辐射永19玉米自交系后代植株变异较多, 其中10 Gy和40 Gy剂量处理得到的后代植株株高、穗位高与对照相比变异极显著;20 Gy、30 Gy和50 Gy剂量处理得到的后代植株株高、穗位高与对照相比变异明显;所有辐射后永19玉米自交系的相对穗位与穗位高呈线性相关, 与株高无明显相关, 且相对穗位与辐射剂量之间存在一定的线性相关, 但线性拟合优度较低。     

离子注入后双胚苗突变水稻的无性系诱导

以离子注入后同源四倍体双胚苗突变水稻及其衍生后代为研究材料,利用无性系诱导技术对愈伤组织的脱分化和再分化特性进行了初步研究。研究结果表明,同源四倍体水稻与相应的二倍体水稻在无性系诱导中存在着明显的差异;在试验中将2,4-D浓度由2.0 mg/l提高到2.5 mg/l则可以获得比较高的诱导率;半胚乳处理不但能提高愈伤组织的诱导率,也能提高愈伤组织的质量,干燥处理能提高愈伤组织的分化率。     

节节麦的一种y-型HMW-GS的鉴定、克隆及系统进化分析

为了克隆节节麦中的HMW-GS基因,利用十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)分析了节节麦的HMW-GS,发现1种编码序列未知的y-型亚基,即Dy8.1t亚基。通过对目的片段的AS-PCR扩增、克隆、测序和氨基酸序列推导,发现这种未知序列具有典型HMW-GS的序列结构特征。通过与已知亚基序列比较发现,Dy8.1t与Dy10t、Dy10.4t、Dy10.5t和Dy12t在N-端序列有一个氨基酸差别(R-G)。与已知氨基酸序列的HMW-GS多序列比对和系统进化关系分析,证实Dy8.1t亚基是D基因组编码的高分子量谷蛋白y-型亚基家族的新成员。     

7Li离子束注入小麦干种子诱发M1代变异的SSR分析

为了探讨7Li离子束处理对植物种子的诱变效应,以冬小麦品种新麦18和轮选987的干种子为试验材料,研究了7Li离子束处理对小麦幼苗生长和M1代基因组DNA变异的影响.结果表明,7Li离子束处理虽然对小麦干种子的发芽率和幼苗根的生长无显著影响,但对幼苗高度影响极显著,而且20 Gy剂量的7Li离子束就可使幼苗高降低到对照的一半左右.SSR分析表明,7Li离子束可明显诱发小麦M1代基因组DNA SSR带型的变化.两个品种各处理间的平均多态性频率都达到了13.1%,且多态性片断的类型以扩增片断的增加和缺失为主.以上结果表明,7Li离子束处理小麦种子具有较高的生物损伤效应,可以造成DNA的变异,从而有可能产生可遗传的变异.     

滨麦HMW GS启动子和编码区基因的分离与序列分析

为了深入了解滨麦（Leymus mollis）HMWGS基因的结构特征,采用PCR方法,从滨麦基因组中分离出HMWGS基因启动子序列（Genbank登录号：FJ600498）和编码区序列（Genbank登录号：GQ169797）。启动子序列（FJ600498）从5′至3′方向依次有Ebox、Nbox、Gbox、HMW谷蛋白特异增强子和TATAbox等麦谷蛋白特异调控元件,推断其为滨麦HMWGS启动子基因。编码区序列（GQ169797）具有单一完整的开放阅读框（ORF）,编码396个氨基酸残基,依次包含信号肽、N末端区、中部重复区和C末端区等HMWGS的典型结构区域;中部重复区主要重复单元为6肽（PQQGQQ）和9肽（GYYPTSPQQ）;有6个半胱氨酸残基（Cys）,分布在N末端区（5个）和C末端区（1个）,第3、4个相邻。推断其为滨麦的y型HMWGS编码区基因。系统进化分析表明,启动子序列（FJ600498）与异形花草（He. piliferum）和冰草（Ag. cristatum）的HMWGS启动子基因序列具有相对较近的同源关系;编码区序列（GQ169797）与纤毛鹅观草（Elymus ciliaris）和披碱草（E. glaucus）的HMWGS编码区基因序列具有相对较近的同源关系。     

小麦HMW GS检测方法的优化及应用

为了准确快速鉴定小麦品种的HMW-GS组成,以18个已知HMW-GS组成的品种为对照,将4种不同浓度分离胶的SDS-PAGE与分子标记(Bx7、Bx7OE和By 8)相结合,构建一套适于检测HMW-GS组成的方法,并用该方法检测214份陕西小麦品种(系)的HMW-GS组成。4种分离胶浓度中,除了亚基7、7*与7OE和8与8*外,9%的分离胶可以很清楚地分离Glu1-位点的其他常见亚基,结合分子标记(Bx7、Bx7OE和By 8)检测对照品种,结果与已知亚基(基因)一致。用分离胶浓度为9%的SDS-PAGE结合分子标记(Bx7、Bx7OE和By 8)方法对陕西品种(系)检测结果表明,Glu-A1、Glu-B1和Glu-D1分别有3、8和3个亚基种类,共28种亚基组合类型。以1、Null、7+9、7+8、7+8*、14+15、2+12和5+10为主要亚基类型,频率分别为55.6%、41.6%、43.9%、26.2%、10.3%、15.4%、79.0%和12.6%;同时在Glu-B1位点发现7+8*和6+8*亚基。该方法可以快速准确地评价小麦HMW-GS组成,有效区分Glu-B1位点的亚基7与7OE,8与8*,鉴定结果稳定可靠。     

黄淮麦区小麦新品种(系)高分子量谷蛋白亚基多态性分析

为了解黄淮麦区小麦新品种(系)的品质状况,用SDS-PAGE方法对227份材料的HMW-GS组成进行了分析,共检测到10种等位基因变异和18种亚基组合,其中,各位点的主要亚基有:Glu-A1位点的1(61.67%),Glu-B1位点的7+9(62.11%)和7+8(21.59%),Glu-D1位点的2+12(53.30%)和5+10(40.97%);主要的亚基组合为"1,7+9,2+12"(21.59%)和"null,7+9,2+12"(19.38%)。研究表明,黄淮麦区小麦HMW-GS等位变异和亚基组合的多态性较为丰富,但分布严重不均,仍需引进含有2*、13+16和17+18等亚基的材料;优质亚基5+10和14+15的比例有所提高,但优质亚基组合的比例仍然很低,今后该地区小麦品质育种中应加强优质亚基组合的选择。