小麦Bx7亚基过量表达基因(Bx7OE)分子检测及对小麦品质影响

[目的]明确高分子亚基Bx7OE在6个品种中的分布,研究其对小麦品质影响,帮助品质性状改良。[方法]利用已有Bx7OE特异性标记,对津强1号、辽春10号及其杂交育成的5个品种进行检测,采用SDS-PAGE方法,获得7个品种高分子量亚基分布数据,并进行品质分析。[结果]7个供试品种中,有4个品种扩增出447 bp的片段,分别是津强1号、津强2号、津强5号和津强6号,说明里面含有7OE亚基。SDS-PAGE数据表明,这7个品种亚基组成为在Glu-A1位点除津强1号为2＊亚基外,其余均为1亚基,在Glu-B1和Glu-D1位点均为7＋8亚基和5＋10亚基。通过品质数据分析,Bx7OE亚基对小麦粉质指标有明显的正面影响。[结论]STS标记特异性较好,Bx7OE亚基对改良小麦品质作用较大,可用于中国小麦品质改良。     

273份小麦新品系部分品质性状表现、不同等级分布及其相关关系研究

以273份小麦新品系为材料,研究了小麦籽粒硬度、蛋白质含量、揉面仪和粉质仪等相关指标的分布和关系。结果表明:50%的小麦品系在籽粒硬度和蛋白质含量等方面已达到强筋小麦的品质要求,但面团流变学特性则存在一定的差距;加强面团流变学特性的遗传改良,应是今后育种工作的重要内容之一;以籽粒硬度结合揉面仪指标的和面时间、8 min尾高、衰落角,可作为预测小麦面粉品质和面团品质的重要参考指标,但和面时间不超过4 min为宜。     

Bx7~(OE)及Dx5+Dy10优质亚基在小麦品质育种中的应用

为了研究小麦优质亚基导入效率,进一步提升小麦品质,实现小麦高产、优质性状同步提升,保证国家粮食安全,通过将优质、强筋春小麦‘津强1号’与高产冬小麦‘济麦22’进行人工杂交,将‘津强1号’与品质密切相关的Bx7~(OE)及Dx5+Dy10优质亚基转入‘济麦22’中,筛选农艺性状优良同时利用STS标记筛选含有Bx7~(OE)及Dx5+Dy10优质亚基的后代,结果表明,在经过初步农艺性状筛选出的59个F_3代株系中,33份材料含有Bx7~(OE)优质亚基、41份材料含有Dx5+Dy10优质亚基,27份材料既含有Bx7~(OE)又含有Dx5+Dy10优质亚基。Bx7~(OE)及Dx5+Dy10优质亚基导入冬小麦‘济麦22’的难度较小,但是结合农艺性状后,兼具Bx7~(OE)及Dx5+Dy10优质亚基及优异农艺性状的难度较大,在提升小麦品质时,杂交F_1代应扩大群体量,并在育种低世代引入优质亚基分子标记辅助育种技术,降低育种工作量,同时可对含有目标品质性状的品系进行连续回交,在保证主栽品种的优良农艺性状下提高其品质。本研究为通过Bx7~(OE)及Dx5+Dy10优质亚基提升冬小麦品质提供了新的思路。     

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.     

宁夏灌区小麦新品系HMW谷蛋白亚基遗传变异研究

利用SDS-PAGE电泳技术对宁夏灌区近几年新育成的145份小麦品系材料进行了HMW谷蛋白亚基遗传变异研究。结果表明：宁夏灌区小麦新育成品系具有丰富的遗传变异类型，共检测到16种亚基和20种亚基组合类型，比育成品种增加了7种亚基和8种亚基组合类型。其中具有5 10亚基的品系所占比例为86．9％，具有2^*亚基的占65．5％，具优质亚基组合类型2^*、17 18(7 8)、5 10的品系有12份。品质评分表明，新育成小麦品系品质评分在4～10分，平均8．6分。     

一些小麦品种Waxy蛋白亚基分析

利用聚丙烯酰胺凝胶电泳(1D-SDS-PAGE)方法分析了227份国内外小麦品种(系)Waxy蛋白的缺失类型,在国内和国外小麦品种(系)中分别筛选到缺失Wx-B1蛋白亚基的小麦品种(系)15份和6份。国内小麦品种与国外相比,在主要淀粉特性上存在着较大的差距,澳大利亚优质面条小麦品种都缺失Wx-B1蛋白亚基,因此,这些缺失品种或品系可作为亲本,用于淀粉特性和面条品质的改良。     

利用RIL-6群体研究HMW-GS对小麦品质指标的影响

【目的】小麦高分子量谷蛋白亚基（HMW-GS）与小麦品种的烘烤品质密切相关。利用重组自交系研究同一基因位点不同亚基和不同基因位点亚基组合对品质性状的作用，为小麦品质改良提供参考。【方法】以含190个株系的RIL-6（重组自交系）群体为材料，研究HMW-GS对小麦主要品质指标的影响。【结果】同一基因位点不同亚基在籽粒硬度、干面筋含量和蛋白质含量等3个性状上差异均没有达到显著水平；不同亚基组合对面团形成时间、面团稳定时间、断裂时间、和面时间、沉淀值、面筋指数、拉伸曲线面积、延伸度、最大拉伸阻力、8分钟尾高、峰高、面包体积、面包评分和面包坚实度等14个主要品质指标有不同程度的显著影响；RIL-6群体的8种不同基因位点的亚基组合的蛋白质含量没有显著差异，其它各性状包括面粉理化特性、面团流变学特性和面包品质指标均有不同程度的差异。【结论】同一基因位点不同亚基和不同基因位点亚基组合对小麦主要品质性状具有重要作用。     

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.     

野生二粒小麦HMW-GS特异性及其对小麦的可利用性研究

对来自以色列的133份野生二粒小麦进行SDS-PAGE检测发现,其高分子谷蛋白亚基具有较高的遗传多样性。在Glu-A1和Glu-B1两个位点共有18种可确定的亚基变异类型,其中,A位点上的亚基1、2和B位点上的亚基7+8与17+18品质评分为3分(出现频率分别为59.4%和12.78%)。同时,出现了在普通小麦中不表达的1Ay亚基和许多普通小麦所稀有或缺乏的特异亚基类型,如1、7+9、17+18、7+8、7+8、7+9、7+8等,而且在22份材料中出现了9种未命名的新亚基类型。比较研究表明,高分子谷蛋白亚基的表达与材料的来源地有关。用具有1Ay亚基的材料与栽培小麦“川农16”杂交,在分离世代F2中检测到了1Ay亚基的存在。据此认为,可望将野生二粒小麦中诸如1Ay的特异高分子量谷蛋白亚基导入栽培小麦,这对拓宽小麦品质遗传基础,改良小麦加工品质具有重要意义。     

四川部份小麦新品系的Glu-1位点基因多样性分析

应用SDS -PAGE技术 ,分析了 2 4份四川小麦新品系的高分子量谷蛋白亚基 ,并计算其品质得分。结果表明 :大部分品系的Glu -A1位点上具有 1亚基 ,Glu -D1位点上 5 +1 0亚基达 75 % ,但Glu -B1位点上的 7+8或 1 7+1 8亚基比例较低。所有品系的品质得分为 4～ 1 0分 ,平均 7 7分。说明四川小麦的品质水平有了一定提高     

小麦谷蛋白聚合体粒度分布与面粉揉面特性关系的研究

选用在谷蛋白 Glu-1和 Glu-3的 5个位点 (除 Glu-A1位点外 )上均带有不同等位基因的小麦品种 Suneca和Cook的杂交 F4 代群体中谷蛋白各亚基位点均为纯合基因的 60个系 ,测定基因型不同的系间谷蛋白聚合体粒度分布和面粉揉面特性的变异 ,研究小麦谷蛋白聚合体粒度分布与面粉揉面特性的关系。结果表明 :不同的谷蛋白基因型 ,其谷蛋白聚合体粒度大小相对分布 (即 UPP% )和面团形成时间 (即揉面曲线图峰值的和面时间 ,简写 PTM)均有显著差异。面粉的揉面曲线形状与其 UPP%值密切相关 ,UPP%与 PTM呈极显著正相关 ,与揉面曲线图峰高 (PHM)呈显著负相关 ;与面粉蛋白质含量 (FP% )相比 ,UPP%对 PTM和 PHM的影响更大些 ,可作为育种早代品质性状选择的一个指标     

Study on Relationship Between the Size Distribution of Glutenin Polymeric Protein and Wheat Flour Mixing Properties

Parental varieties Suneca and Cook have contrasting alleles at each of the five glutenin subunit loci (Glu-B1, Glu- D1, Glu-A3, Glu-B3, and Glu-D3), a set of 60 lines homozygous at these loci from the F4 progeny population of Suneca × Cook was chosen to analyze the variation of the size distribution of glutenin polymeric protein (measured by SE-HPLC) and flour mixing properties of these lines and to study relationship between the size distribution of glutenin polymeric protein and wheat flour mixing properties. The results showed that there were very significant differences among the relative size distributions of glutenin polymeric protein (i. e. percentage of unextracTable polymeric protein in the total polymeric protein, or UPP% ) and dough development times (i. e. peak time of mixograph, or PTM) of different homozygous lines, respectively.Flour mixograph shape was closely related to UPP% value. The results also indicated that UPP% was very strongly positive correlation with PTM and negative correlation with peak height of mixograph (PHM).Comparing with flour protein content (FP%), UPP% gave greater effect on PTM and PHM, i.e. flour mixing properties, and it can be considered as one of criteria for quality selecting from early generation of breeding program.     

GA信号因子 SlMYB33对番茄开花时间及果实大小的影响

以番茄Micro-Tom为材料,以GA信号转导因子GAMYB基因 SlMYB33为对象,利用GUS组织化学染色分析 SlMYB33在花和果实中的表达模式;其次,通过载体构建、遗传转化得到转基因植株,通过转基因植株的表型分析探究 SlMYB33对番茄开花及果实发育的影响。结果表明, SlMYB33主要在番茄雄蕊和柱头中表达;在番茄Micro-Tom中过表达 SlMYB33,获得OE3、OE4、OE5、OE6和OE7五个过表达株系;表型观察表明, SlMYB33的过量表达可导致番茄开花时间延迟,同时促进果实增大。     

柑橘溃疡病相关基因CsPGIP的克隆与表达

【目的】克隆CsPGIP并分析其表达特性,转化柑橘得到超表达转基因株系,并进行柑橘溃疡病抗性评价,为柑橘溃疡病分子育种提供理论依据。【方法】从晚锦橙和四季橘中克隆柑橘CsPGIP,使用MEGA6进行多序列比对并构建系统发育树;采用在线软件BaCelLo和SignalP 4.0进行亚细胞定位和信号肽预测并用GFP瞬时表达确定CsPGIP在细胞内的定位;利用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）比较接种溃疡病菌前后高感品种和高抗品种中柑橘CsPGIP的表达特性,分析溃疡病菌侵染与CsPGIP表达的相关性;农杆菌介导遗传转化晚锦橙,采用GUS染色初筛、PCR鉴定和qRT-PCR相结合的方法鉴定超表达转基因株系;观察转基因和野生型株系表型变化,分析其株高、叶片表型;离体针刺法对超表达转基因株系和野生型株系进行柑橘溃疡病抗性评价,统计病斑面积和病情指数,分析CsPGIP表达对柑橘抗、感溃疡病的影响。【结果】晚锦橙和四季橘CsPGIP均编码328个氨基酸,与已报道的柑橘中的PGIP同源性高达99.39%,都包含2个PGIP基因典型的LRR结构域（LRR_1和LRR_2）;构建系统进化树发现甜橙中的CsPGIP与葡萄中的PGIP（GSVIVT01033370001）遗传距离最近,相似度达到62.97%,推测CsPGIP与葡萄中的PGIP具有类似的抗病效果。亚细胞定位和信号肽预测结果表明CsPGIP属于分泌蛋白,GFP洋葱瞬时表达证明柑橘CsPGIP定位在细胞膜和细胞壁,与预测结果一致。高感品种晚锦橙和高抗品种四季橘接种溃疡病菌后CsPGIP的表达特性不同,在高感品种中表达显著下调,而高抗品种中表达显著上调且维持在较高水平,推测CsPGIP与柑橘溃疡病的抗性相关。构建CsPGIP超表达载体并转化晚锦橙,通过PCR鉴定和qRT-PCR确定其中9个（OE1、OE3、OE4、OE5、OE6、OE9、OE10、OE12和OE14）为CsPGIP超表达阳性株系。通过对转基因株系的表型观察发现OE3、OE14株系表型与野生型株系相比差异明显,植株表现为较矮小,其中OE14出现叶片卷曲、增厚的表型变化。对CsPGIP超表达转基因株系（8个株系）进行离体抗溃疡病评价,结果显示超表达转基因株系可以使柑橘溃疡病病斑面积降至野生型的24.11%—83.88%,其中OE1株系的病斑面积最小;从病情指数来看,除OE3株系外,其余株系的病情指数均比野生型显著下降（为野生型的23.12%—75.49%）,其中OE1下降最显著,综上结果可知超表达CsPGIP可以有效抑制柑橘溃疡病菌的生长。【结论】CsPGIP是柑橘响应溃疡病菌侵染的重要基因,可抑制或减轻柑橘溃疡病的发病程度,在柑橘抗溃疡病机理研究方面具有较大的应用价值,也可作为柑橘抗溃疡病分子育种的一个候选基因。     

小麦品种面包烘烤品质与其它品质性状关系之研究

通过对黄淮冬麦区３６个主要小麦品种面包烘烤品质，面筋品质和ＨＭＷ－谷蛋白亚基组成的分析，初步明确了参试小麦品种烘烤品质的现状和遗传基础；揭示了面包体积受吹泡示功仪参数、和面仪参数和小麦籽粒沉降值影响的实质；确定了面包体积与ＨＭＷ－谷蛋白亚基组成的定量关系。     

花楸树热激蛋白SpHSP70-3基因克隆与功能分析

  目的  探讨热激蛋白（HSP）在花楸树响应高温胁迫过程中的作用,以期为花楸树引种低海拔地区提供理论基础。  方法  以2 ~ 4年生花楸树实生苗为研究对象,进行了花楸树SpHSP70-3基因的克隆、系统进化分析、组织特异性表达模式以及响应高温胁迫的表达机制研究,并利用农杆菌介导法转化拟南芥,对SpHSP70-3基因在高温胁迫下的响应进行了异源验证。  结果  SpHSP70-3基因开放阅读框全长为2 088 bp,编码695个氨基酸;SpHSP70-3蛋白与蔷薇科梨属的白梨PbHSP70同源性最高。内源性表达分析显示:SpHSP70-3基因在叶片中表达量最高,在花蕾、初花、盛花时表达量偏低;42 ℃处理花楸树后,发现前6 h SpHSP70-3基因表达量没有显著变化,12 h时表达量增至对照组的12倍,24 h时表达倍数最高,为对照组的19倍。对3个转SpHSP70-3基因拟南芥纯合株系（OE1、OE2、OE3）和野生型拟南芥（WT）进行45 ℃高温处理后,OE1、OE2、OE3中的丙二醛（MDA）含量均高于WT,且过氧化氢酶（CAT）活性和过氧化物酶（POD）活性结果均低于WT。此外,SpHSP70-3在转基因株系中的表达量随着处理时间的增加而上升,并且其抑制了正调节因子AtHSP70、AtHSP18.2、AtHsfA1D和AtHsfA1A的表达,同时诱导了负调节因子AtHsfB2B的上调表达。  结论  SpHSP70-3在花楸树响应高温胁迫过程中起负调控作用,初步推测SpHSP70-3是花楸树引种低海拔地区响应高温响胁迫机制中的负调控因子。      

小麦-长穗偃麦草7E抗赤霉病易位系培育

【目的】将二倍体长穗偃麦草7E染色体导入主栽小麦背景,培育小麦-长穗偃麦草7E染色体抗赤霉病易位系,为小麦抗赤霉病遗传改良利用外源优良基因提供新种质。【方法】利用中国春-长穗偃麦草7E代换系DS7E(7B)与扬麦16杂交的F_2种子进行~(60)Co辐射(30 000 rad)和种植,表现型选择收获存活M_1植株的种子,从M_2连续通过表型农艺性状选择、单花滴注法进行赤霉病抗性鉴定和长穗偃麦草7E染色体或染色体臂特异分子标记PCR扩增筛选,最后在M_4代对中选材料以长穗偃麦草基因组DNA为探针进行基因组原位杂交(genomic in situ hybridization,GISH)证实。【结果】M_1选择了赤霉病发病率不同的13个单株进行繁殖。利用前期开发的长穗偃麦草7E染色体和7EL、7ES特异标记检测13株的后代M_2单株,获得含有长穗偃麦草7EL片段7株和7ES片段14株;对21株M_2衍生的222个M_3植株进行特异标记检测,共选择含有长穗偃麦草7EL片段13株和7ES片段3株;利用来自12株M_3的后代(M_4)进行GISH,共9株M_3的后代具有小麦-长穗偃麦草易位染色体,体细胞染色体2n=42。2株M_3的后代显示附加2条长穗偃麦草染色体短臂,体细胞染色体2n=44。连续多年多途径的筛选,获得4份材料,3份材料均为长穗偃麦草7E染色体长臂易位系,命名为TW-7EL1、TW-7EL2和TW-7EL3。1份为7E染色体短臂附加系,命名为W-DA7ES,最后所获得的材料是源自M_1代2个单株。连续3年赤霉病抗性鉴定结果表明长穗偃麦草7EL易位系抗性高,发病率明显低于中国春和扬麦16,与苏麦3号相当,而7ES附加系的赤霉病抗性明显较低,发病率明显高于7EL易位系。【结论】通过赤霉病抗性鉴定、染色体特异分子标记筛选和GISH证实相结合培育了小麦-长穗偃麦草7EL抗赤霉病易位系,长穗偃麦草易位片段鉴定快速和准确。二倍体长穗偃麦草7E染色体长臂中含有抗小麦赤霉病的基因。     

番茄果实成熟过程中SlSWEET7a的功能分析

【目的】SWEETs(sugars will eventually be exported transporters)是一种糖转运蛋白,参与植物生物进程,对植物生长发育、响应各种胁迫、宿主-病原体的互作发挥作用。克隆番茄SWEET7a,通过构建Sl SWEET7a沉默和过表达载体,研究其在糖的转运过程中的作用,为探索SWEETs在植物果实发育过程中的功能提供理论依据。【方法】以Micro-Tom(Solanum lycopersicum)番茄为试材,利用RT-PCR技术从果实中克隆SWEET7a的c DNA全长842bp,进行生物信息学分析,并利用MEGA6.0构建拟南芥进化树,与Sl SWEET7a进行蛋白序列同源性分析;利用实时荧光定量PCR技术探明其在果实发育时期的时空表达特征分析,并构建基因的沉默和过表达载体,通过农杆菌介导的果实注射法进行瞬时表达检测构建载体的表达效率;然后进行番茄的遗传转化,获得T1代转基因株系,利用实时荧光定量PCR技术检测绿熟期果实SWEET7a的表达,通过高效液相色谱法检测转基因果实和叶片中糖组成与含量的变化。【结果】Sl SWEET7a蛋白结构是由7个跨膜结构域构成的。同源性比对分析结果显示,Sl SWEET7a与拟南芥At SWEET6和At SWEET8序列同源性较高,都属于SWEETs家族的CladeⅡ。番茄果实各部位的表达分析显示,Sl SWEET7a在绿熟期果柄、果实维管束相对表达量最高,转色期和红熟期相对表达量较低。构建SWEET7a沉默(S7a)及过表达载体(OE7a)在番茄果实的瞬时表达,发现OE7a样品果实中Sl SWEET7a的表达量是未注射果实的6倍,其Sl SWEET7a表达量明显上调,与对照相比,S7a样品果实中Sl SWEET7a明显下调了5倍。在番茄中的遗传转化中卡那霉素抗性筛选获得10株可能的超表达T0代植株,PCR鉴定得到了Sl SWEET7a超表达8株;沉默株系经除草剂筛选,获得14株,PCR检测得到10株沉默株系。T1代植株的实时定量分析显示,过表达Sl SWEET7a植株发生转基因沉默现象,Sl SWEET7a表达量显著低于正常植株,而沉默植株表达量也降低,说明获得的过表达植株也发生了基因沉默。果糖、葡萄糖和蔗糖含量测定结果表明,降低番茄中Sl SWEET7a的表达,植株成熟叶片和绿熟期果实中果糖、葡萄糖和蔗糖含量均高于对照,尤其是叶片中蔗糖含量显著高于对照,这说明Sl SWEET7a对细胞中蔗糖的易化扩散起着重要作用。【结论】Sl SWEET7a对叶片中蔗糖向源组织韧皮部的装载及果实果柄、维管束的运输、卸载起重要调控作用。