糯性小麦及Wx基因研究进展

糯性小麦对淀粉及面团特性有很大影响,众多研究显示,小麦3个糯性基因的缺失位点存在着剂量效应,把它们同时组合到1个小麦品系中,能产生含量极低甚至不含直链淀粉的胚乳。针对国内外糯性小麦育种研究,介绍了其研究现状、糯质特性及淀粉品质、糯性突变体的种质资源筛选、Wx基因及其分子遗传研究、糯性突变体的鉴定等的研究进展,并对糯性小麦的选育、存在问题与应用前景作了分析和展望。     

糯性小麦培育与利用

小麦Wx蛋白质与直链淀粉含量以及淀粉特性有很大关系，减少Wx蛋白质是培育糯性小麦的关键。糯性小麦具有糯性与面筋双重特性，可开发利用于面筋等各种新的用途。     

马卡小麦耐湿性SSR标记及基因定位

湿害是小麦生产的世界性自然灾害,每年约有(1.0～1.5)×107 hm2小麦不同程度地遭受渍湿危害.中国南方冬麦区为湿害常发区,约有3/4以上的年份发生湿害,小麦产量损失一般为5%～20%,严重的甚至绝收,因此耐湿性已成为许多地区小麦育种的主要目标之一[1].小麦种质资源的耐湿性存在极大的遗传差异,六倍体和四倍体小麦中马卡小麦的耐湿性最强,过湿处理后株高、叶片枯衰及穗粒性状的相对受害率都极显著低于对照品种[2,3].     

粘类小麦育性恢复基因的遗传分析及SSR分子标记

【目的】进一步探讨粘类小麦育性恢复基因的遗传机理。【方法】选取具有高恢复力的恢复系亲本材料rk5451为父本与ms(Kots)-90-110杂交,F1代再与保持系90-110回交,以ms(Kots)-90-110/rk5451//90-110的BC1F1代分离群体为研究对象,分别用定位于1B短臂染色体上的18对SSR引物和6B染色体上的47对SSR引物对粘类小麦细胞质雄性不育育性恢复基因进行分子标记。【结果】初步筛选出Wms273和Wmc406 2对揭示育性恢复基因多态性的引物,用132株BC1F1回交群体对这2对引物进行进一步检测,得出Wmc406与粘类小麦细胞质雄性不育系1BS上的恢复基因连锁,遗传距离约为7.6 cM。【结论】粘类小麦细胞质雄性不育系的育性是由1对主效恢复基因和多对微效基因共同控制的,标记Wmc406可直接用于分子标记辅助选择。     

两个中国小麦品种中抗叶锈基因的遗传分析和基因定位

【目的】确定来自四川的两个小麦品种绵阳351-15和SW8588所携带的抗叶锈基因,为选育持久抗锈品种提供理论依据。【方法】在苗期用15个叶锈菌生理小种接种小麦品种绵阳351-15、SW8588和30个含有已知抗叶锈基因的近等基因系,推导2个材料中所含有的抗叶锈病基因,同时以小麦抗叶锈品种绵阳351-15和SW8588分别同感病品种郑州5389杂交获得F1和F2代群体,用叶锈菌小种FHTT接种各亲本及其杂交后代,进行抗叶锈遗传分析,并利用SSR和STS标记进行抗叶锈病基因的分子定位。【结果】经苗期基因推导发现SW8588中含有未知基因不同于已知抗叶锈病基因Lr1,绵阳351-15中可能含有已知抗叶锈病基因Lr1。用叶锈菌小种FHTT接种各F1和F2代群体,2个F2代群体抗感单株分离比例均符合3﹕1的理论分离比例,表明2个亲本对小种FHTT的抗病性均由1个显性基因控制。经过分子标记分析,在小麦材料绵阳351-15中发现该抗叶锈基因与位于5DL的SSR标记barc144和wmc765连锁,其遗传距离分别为8.9和20.8 cM,并同Lr1的STS标记WR003共分离,确定在小麦材料绵阳351-15中对小种FHTT的抗病性由抗叶锈基因Lr1提供;经分子标记检测SW8588中含有1对显性的抗叶锈病基因,暂命名为LrSW85,该基因位于5DL染色体上与Lr1的STS标记WR003共分离,该抗叶锈基因可能是Lr1的等位基因或紧密连锁基因。【结论】通过基因推导、遗传分析和分子标记等手段,确定小麦材料绵阳351-15中含有抗叶锈基因Lr1;小麦材料SW8588中含有抗叶锈基因LrSW85,该基因可能为Lr1的等位基因或紧密连锁基因。     

小麦抗白粉病基因Pm23分子标记的初步鉴定

根据植物抗病基因的保守结构,合成7对特异引物,用感病品种Chanceller作对照,对12个含不同抗白粉病基因的小麦品系进行PCR分析,结果只有1对引物(3LR 3LF)在Pm23的载体品系中扩增出稳定的多态性片段,对该片段进行回收、克隆、测序,全长为253bp。经同源性分析发现,该特异性片段与大麦Ty3-gypsy类反转录转座子基因部分序列有87%的同源性,属于反转录转座子类标记。     

冬性糯小麦研究进展

糯小麦研究从20世纪90年代开始,首先得到日本和澳大利亚学者的重视,我国也在同时期开始了小走Wx缺失体研究,并通过复合杂交分离出糯性小麦,然而现有糯性小麦均为弱冬性品种或品系.利用该种质采用回交转育技术,得到优质、高产、多抗的强筋糯性小麦品种已成为可能.     

糯小麦研究概况

本文系统综述了糯小麦的遗传、Wx蛋白的区分与Wx基因的分子标记、选育、用途等方面的研究进展。     

小麦抗白粉病基因的分子标记

小麦白粉病是威胁我国小麦生产的重要常见病害之一。培育抗病品种是防治小麦白粉病的一项既安全又经济有效的措施。分子标记技术的迅速发展使得该措施正在成为小麦技病基因研究工作的重要手段之一。到目前为止，小麦中正式定名的抗白粉病基因位点巳达30个(Pml-Pm30)，其中16个位点的18个基因巳成功地标记和作图，为这些技病基因的鉴别和遗传学研究以及分子标记辅助育种奠定了良好的基础。本文对BFLP、BAPD、AFLP、SSR等技术在小麦抗白粉病基因的分子标记研究方面的现状进行了综述。     

SSR分子标记在糯高粱种质资源遗传多样性分析中的应用

为了阐明糯高粱种质资源之间的亲缘关系,用25对SSR引物评价了29份糯高粱种质资源。结果显示,25对引物共检测出59个等位基因,每对引物检测到2.28个等位基因,平均有效等位基因为1.81个,引物位点的多态信息量变幅为0.17~0.62,平均为0.34。29份糯高粱种质资源的遗传相似系数范围为0.20~0.95,平均为0.60,UPGMA方法将29份糯高粱品种在遗传相似系数0.48处聚为2大类,其中不同地理来源的品种被聚在同一亚类,农艺性状近似的品种被聚在同一亚类。表明糯高粱品种的亲缘关系与地理来源关系不大,其种质资源具有较为丰富的遗传多样性。     

糯小麦及其Waxy基因的研究进展

小麦的淀粉分为直链淀粉和支链淀粉,在控制直链淀粉合成的酶中有一种关键的酶,称为Waxy蛋白,Waxy蛋白有3个基因位点,即Wx-A1、Wx-B1和Wx-D1,在六倍体小麦中它们分别位于7A、4A和7D染色体上,当这3个位点的基因都缺失时,小麦就呈现糯性,糯小麦是指不含直链淀粉或者直链淀粉含量很低的小麦品种,它对小麦的淀粉以及面团等特性都有很大的影响,并且在食品和非食品工业中也有着重大的用处,所以在近几年来出现了糯小麦的研究和培育的热潮,研究者利用蛋白质电泳技术鉴别出部分突变的品系,并利用分子标记及其他手段人工培育出了糯小麦;随着研究的深入,研究者发现了Waxy基因的新的突变;对以上的问题进行了综述,并对其中的部分问题作了分析和展望。     

糯性小麦育种的早期选择

以农大糯麦1号和藁城8901为亲本,配制杂交组合,I2-KI染色法鉴定F1和BC1的糯性和非糯性。结果表明,利用I2-KI染色法鉴定的糯性材料,糯性遗传稳定。对F1或BC1单株上收获的籽粒直接用I2-KI染色法鉴定选择糯性材料,结合温室加代,可缩短育种进程。     

小麦淀粉品质改良的综合标记辅助选择体系的建立

 综合运用常规育种技术和标记辅助选择 ,建立了细胞和个体水平 (花粉和籽粒染色、直链淀粉含量、膨胀势和RVA粘度参数 )、蛋白质水平 (Wx蛋白的SDS PAGE)、DNA水平 (Wx基因的STS标记和SSR标记 ) 3个水平的综合标记辅助选择体系 ,用于改良淀粉品质 ,培育优质面条小麦和糯性小麦。结果表明 ,利用花粉和籽粒染色、Wx蛋白电泳、Wx基因的STS标记和SSR标记可以选育糯麦 ;国内首次从 5个组合中选育出一批糯性小麦株系。建立了依膨胀势、直链淀粉含量、高峰粘度的面条品质评分的回归方程 ,给出了小麦面条品质育种早代的预测指标。对综合标记辅助选择体系的利用和糯性小麦的应用进行了讨论。     

小麦推广品种与糯性系杂交后代糯小麦材料选择的研究

选用生产上推广的皖麦18号、扬麦158等17个小麦品种为母本,小麦糯性系安农糯小麦1号为父本,配制组合.在后代群体中鉴定糯性变异材料,研究全糯质籽粒的分离比例,并进一步选育糯小麦品种(系).讨论了糯小麦产量和农艺性状改良及其利用等问题.     

小麦品种贵农6号抗条锈病基因的SSR标记

用小麦条锈菌生理小种条中31号,对小麦抗病种质贵农6号和鲁麦17的杂交后代进行抗条锈性遗传分析.结果表明:贵农6号携带1个抗条锈病显性单基因,暂命名为YrGn6.利用分组分析法(BSA),并根据F2抗、感病单株分离比例组建抗感池,从93个SSR引物组合中筛选到1个与抗病基因YrGn6紧密连锁的微卫星标记Xpsp3000,遗传距离为3.9 cm;将YrGn6定位于小麦IBS上.分析基因所在染色体的位置及抗病性特征,认为:YrGn6可能是一个新的抗小麦条锈病基因,并可用于分子标记辅助选择.     

棉花胞质不育恢复系2152R恢复基因分子标记的筛选

以棉花细胞质雄性不育系547A与恢复系2152R杂交获得的后代F2分离群体的293个单株为试材,进行遗传分析并利用SSR、STS标记技术筛选与育性恢复基因紧密连锁的分子标记.田间调查结果显示,恢复基因在F2群体的分离比例符合3∶1,证明恢复基因为一对显性基因.同时,共获得4个SSR标记和1个STS标记与恢复基因连锁,这...     

小麦新品种川农16与川育16的分子鉴定

应用RAPD、STS和SSR标记对小麦新品种川农16与川育16进行分子鉴定。结果表明3种标记均能揭示品种间DNA水平上存在的遗传差异。RAPD分析中共有14个(19.72%)引物和48条(19.28%)带纹,STS分析中有4个(66.67%)引物和19个(26.38%)引物-酶组合,而SSR分析中有24个(22.43%)等位变异位点能揭示品种间遗传差异。     

小麦抗白粉病基因 Pm13的 SSR 标记筛选

为筛选与抗白粉病基因 Pm13紧密连锁的分子标记,以携带 Pm13的抗病品系中大01与感病品系金光588为亲本进行杂交,获得 F1、F2分离群体和 F2：3家系,利用分离群体分组分析法（BSA）进行 SSR 标记分析。结果表明,中大01携带的 Pm13基因位于3BS 染色体,5个 SSR 标记BE398268、wmc674、cfa2226、gwm533．1和 BE471274与 Pm13连锁,遗传距离分别为0·5、0·8、1·6、13·2、52·1 cM,其中紧密连锁的标记 BE398268、wmc674和 cfa2226可用于该基因的分子标记辅助选择。     

中国冬小麦品种Waxy蛋白分析及分子标记研究

 利用SDS-PAGE分析了国内外306份小麦品种（系）Waxy蛋白的缺失类型，筛选出缺失Wx-B1蛋白亚基的材料46份；通过对济麦19×豫麦47的120个F2单株Waxy蛋白亚基分析，发现缺失Wx-B1的比例接近1/4，符合孟德尔分离规律。利用3个STS标记和1个SSR标记对不同Waxy蛋白缺失类型进行鉴定，验证其在分子标记辅助育种中的有效性。结果表明，Wx-7A位点的STS引物在野生型中扩增出1条1 172 bp的特异带，而缺失Wx-A1蛋白亚基的突变材料中没有扩增出该特异带；Wx-4A位点的STS引物在野生型中扩增出1条440 bp的特异带，缺失Wx-B1蛋白亚基的突变材料中没有该扩增片段；Wx-7D位点的STS引物在野生型中扩增出1条940 bp的特异带，而在缺失Wx-D1蛋白亚基的突变材料中则扩增出1条360 bp的特异带；Wx-7D位点的SSR引物在野生型中扩增出1条204 bp的特异带，在缺失Wx-D1蛋白亚基的突变材料中没有扩增出该特异带。这4个标记可以用于分子标记辅助育种。