小麦新种质系SN0594春化和光周期反应特性鉴定

为了明确本实验室创制的小麦新种质SN0594的光温反应特性及其利用价值,本研究以SN0594和不同春化习性的小麦品种为材料,在明确不同材料的春化基因和光周期基因组成特点的基础上,对其在不同环境条件进行生育期鉴定。结果表明,在Vrn-A1位点含有显性等位变异的多数小麦材料在人工气候室不经过低温春化且满足长日照的条件下都能够完成抽穗,其中小麦种质系SN0594在Vrn-A1位点含有显性等位变异基因Vrn-A1a,扬麦14和扬麦15含有显性等位变异基因Vrn-A1b,中国春等则含有显性等位变异基因Vrn-D1;不同环境鉴定结果表明,SN0594在人工气候室不经春化处理条件下,能够较早开花并完成生育周期,不同显性变异基因春性效应大小为Vrn-A1a Vrn-A1b Vrn-B1 Vrn-D1;田间鉴定结果表明,不同小麦材料在经过冬季低温春化后,其抽穗期与在人工气候室调查发生较大差异,其中SN0594和中国春抽穗较其他品种晚,证明除了春化基因以外,光周期Ppd-D1b等其他基因对小麦生育期影响也较大,需满足一定的长日照条件才能促使小麦抽穗开花。     

小麦春化突变系T128的获得及变异分析

春小麦龙辐10号外源基因转化后代中发现了变异植株,并选育出弱冬习性的突变系T128。为了明确T128的突变机理,利用特异标记检测了龙辐10号和突变系T128的春化基因。结果表明:龙辐10号和T128的春化基因分别是Vrn-A1a、vrn-B1、vrn-D1、vrn-B3和vrn-A1、Vrn-B1、vrn-D1、vrn-B3。龙辐10号具有显性基因Vrn-A1a,而突变系T128的显性基因为Vrn-B1,致使突变系T128变为弱冬习性,生长发育时期延迟,表明外源基因转化过程可以导致基因变异。     

中国小麦地方品种春化基因的分布及其与冬春性的关系

【目的】了解春化作用相关基因在中国小麦地方品种中的分布特点及其与小麦冬春性的关系,促进小麦地方品种的合理利用。【方法】采用小麦春化作用相关基因Vrn-A1、Vrn-B1、Vrn-D1和Vrn-B3的STS分子标记,对其在中国小麦十大生态栽培区的153份地方品种中的分布进行检测,并分析其与冬春性的关系。【结果】(1)中国小麦地方品种中4个显性春化基因的分布频率依次为60.78%(Vrn-D1)、5.88%(Vrn-A1a)、5.23%(Vrn-B1)和0(Vrn-B3)。(2)Vrn-A1a和Vrn-B1在东北春麦区等春麦区地方品种中的分布频率较高,以东北春麦区最高,达50%和33.33%,在大部分冬麦区未检测到这2个显性突变。10个麦区地方品种均检测到Vrn-D1,在青藏春冬麦区地方品种分布频率最高(83.33%),也是在中国冬麦区小麦地方品种中检测到的主要春化基因类型。(3)中国十大麦区地方品种的春化基因型与其对春化作用的要求基本吻合,除中部和南方冬麦区地方品种基因型与文献记载的冬春性的一致性指数较低外,其它麦区的冬春性一致性指数较高。【结论】通过分子标记检测,明确了中国小麦地方品种的春化基因类型及其分布特征,分子检测与田间观察相结合能够更准确地反映品种的冬春性。     

黄淮麦区小麦春化基因组成的多态性分布研究

为了明确黄淮麦区春化基因显隐性组成在小麦品种中的分布情况,揭示品种的发育特性.以Vrn-A1,VrnB1,Vrn-D1和Vrn-B3以及Vrn-D1启动子区单核苷酸突变引物为STS分子标记,对黄淮麦区的91个品种进行了分子标记检测.结果显示,所有供试材料在Vrn-A1和Vrn-B3位点均检测为隐性.在Vrn-B1位点,有6个品种检测为显性(6.6%),其余均为隐性.在Vrn-D1位点,黄淮麦区的品种中有38份材料为显性基因(41.8%),53份为隐性基因(58.2%),在38份显性材料中,有18份材料为Vrn-D1a类型(47.4%),有20份材料为Vrn-D1b类型(52.6%).研究认为,Vrn-D1a和Vrn-D1b可以作为黄淮麦区小麦品种的弱春性和半冬性的有效分子标记.     

中国小麦主产区品种主要春化基因的组成与分布

【目的】明确主要春化基因在我国小麦主产区的组成和分布特点。【方法】利用序列标志位点(STS)分子标记对我国6个小麦主产区276份小麦品种主要春化基因VRN-A1、VRN-B1、VRN-D1和VRN-B3进行检测,分析其春化基因的等位变异组成特点及其在不同麦区的分布特征。【结果】在276份小麦品种中,4个春化基因位点共存在9种等位变异组合类型,其中vrn-A1/vrn-B1/VRN-D1/vrn-B3的分布比例最高(33.7%)。北部冬麦区春化基因位点均为隐性等位变异组成;长江中下游冬麦区、西南冬麦区和黄淮冬麦区以vrn-A1/vrn-B1/VRN-D1/vrn-B3组合类型为主,所占比例分别为84.3%,57.1%和21.2%,随纬度的增加而减少;西北春麦区和东北春麦区以VRNA1和VRN-B1两位点显性等位变异的组合为主,所占比例随纬度的增大而增加。【结论】初步明确了中国各主产区小麦品种主要春化基因的组成类型及其分布规律。     

遮阴条件下冬小麦材料生长发育特性相关基因分子鉴定

【目的】研究耐阴小麦品种及种质资源遗传特性,对南疆主栽品种、部分新育成品种、国内引进品种,自育品系等材料以1Bl/1RS,春化基因,光周期基因,产量相关基因开展分子标记鉴定。了解现有材料的遗传背景,为选育适合新疆南疆“果麦间作”模式小麦新品种奠定基础。【方法】利用1Bl/1RS、Vrn-A1、Ppd-D1、TaSus2、TaCwi-A1a b(CW121)TaCwi-A1b(CW122)分子标记,对遮阴条件下的冬小麦材料主要生长发育特性基因进行分子鉴定分析。【结果】在鉴定70份冬麦材料中、1Bl/1RS(ω-sec-p1-p2)(ω-sec-p3-p4)类型为57.1%、100%;Vrn-A1(Vrn-A1c)(vrn-A1)类型为97.1%、74.2%;Ppd-D1类型为100%;TaSus2(Hap-H)(Hap-L)类型为41.4%、30%;CW121、CW122类型为50%、75.7%;在4份主栽及部分育成品种、66份其他国内引进冬麦材料中,1Bl/1RS(sec-p1-p2) (sec-p3-p4)类型分别为25%、59%、100%、100%;Vrn-A1(Vrn-A1c)(vrn-A1)类型分别为75%、98.4%、100%、72.7%;Ppd-D1类型同为100%;主栽品种和新育成品种中未检测出TaSus2(Hap-H)类型,TaSus2(Hap-L)类型的比例为75%;其他国内引进品种TaSus2(Hap-H)(Hap-L)的比例为分别为43.9%、27.2%,南疆主栽和部分育成品种中CW121、CW122类型的分布频率75%、75%,其他国内引进品种中CW121、CW122类型分别为48.4%、75.7%(图1)。【结论】70份材料中的全部含有1BL/1RS (sec-p3-p4)易位系及对光周期非敏感性类型。4份主栽品和新育成主栽品种中含隐性春化基因,68份材料同时携带光周期非敏感性及显性春化基因。高千粒重相关基因类型的分布率均相当高(≥75%)。     

国审小麦品种漯麦18重要功能基因的KASP标记检测

为了深入了解漯麦18重要性状的分子机制,采用竞争性等位基因特异性PCR(KASP)标记检测的方法对其重要功能基因进行检测,并分析了漯麦18含有的重要功能基因.结果表明,漯麦18含有1个矮秆基因型Rht-D1 b、2个光周期不敏感早开花等位基因型Ppd-A1 a和Ppd-B1 a,具有较广的适应性;漯麦18籽粒较大,商品性好,品质优良,聚合了10个高粒质量微效基因,同时高分子量麦谷蛋白亚基基因Glu-A1和Glu-D1等位基因型为1和5+10,含有1个籽粒硬度基因Pinb-D1b;漯麦18抗逆性强,聚合了抗穗发芽主效基因Vp-B1、PHS_646和微效基因TaSdr-B1,同时抗旱能力突出,具有1-feh-w3、CWI-4A和CWI-5D等3个微效基因.以上信息为深入认识漯麦18的特征性状的分子机制提供了理论支持,对品种的进一步应用和未来小麦遗传改良具有较强的实用价值.     

COVER

正As one of the world’s most important food crops,wheat is widely cultivated.The photoperiodic characters of wheat cultivars are considered to play important roles in high yield potential,quality and adaptability for various environments.In hexaploid wheat,the photoperiodic response is primarily controlled by three major genes,Ppd-D1(Photoperiod-D1),Ppd-B1 and Ppd-A1,and wheat cultivars can be classifi ed into photoperiod sensitive(Ppd-D1b)or photoperiod insensitive(Ppd-D1a)types according     

郑品麦24号的遗传构成及重要性状功能基因组成解析

利用小麦(Triticum aestivum L.)50K SNP育种芯片,对2018年通过河南省审定的小麦品种郑品麦24号及其父母本进行分子标记检测,明确该品种遗传构成、重要性状功能基因组成,为其遗传改良和生产应用提供参考.结果表明,郑品麦24号82.40％的遗传物质来源于父本豫同194,遗传相似系数为0.907,它们之间遗传相似度更高;在染色体水平,双亲对郑品麦24号的遗传贡献率差异较大,在2A(56.10％)和3D(70.98％)染色体上母本豫麦34-6对郑品麦24号的遗传贡献率大于豫同194,豫同194在其他染色体上对郑品麦24的遗传贡献率更高,表明在郑品麦24号选育过程中受人工选择的影响亲本遗传物质发生了严重偏分离.重要性状功能基因组成分析发现,郑品麦24号携带有应用广泛的矮秆(Reduced height)基因Rht-D1b,聚合了 9个高粒质量等位基因[谷氨酰胺合成酶(Glutamine synthetase)基因 TaGS5-A1b、TaGS2B1-Hap-H、TaGS-D1a,粒质量(Grain weight)基因 GW2-6B-Hap-1,千粒质量(Thousand grain weight)基因TaTGW6-A1a、TaTGW-7Aa,蔗糖合成酶(Sucrose synthetase)基因 TaSus1-7B-Hap-T、TaSus2-2A-Hap-A、TaSus2-2B-Hap-H],含有冬性春化(Vernalization)等位基因 Vrn-A1b、 vrn-B1、VrnD3-2174,晚花型等位基因 TaELF3-B1(Early flowering 3 B1)Cadenza 类型、TaELF3-D1Wild类型,光周期(Photoperiod)敏感等位基因 Ppd-A1 Wild 类型、TaPpdDD002 Wild 类型、TaPpdDI001 Insertion类型,抗叶锈病(Leaf rust)基因Lr67,抗秆锈病(Stem rust)基因Sr2、Sr25,抗旱等位基因TaDREB-B1a(Dehydration responsive element binding protein B1a)和低穗发芽等位基因 TaSdr-A1a(Seed dormancy A1a).     

早熟高产小麦品种川麦1247的灌浆特性和功能基因研究

【目的】研究早熟小麦品种川麦1247的灌浆特性和功能基因，为今后四川盆地早熟高产小麦新品种的选育提供参考。【方法】以四川盆地目前推广种植的早、中、晚3种熟性的高产小麦品种为材料，用Logistic方程对籽粒灌浆过程进行拟合，推导出一系列灌浆参数，通过相关分析对籽粒灌浆参数与粒重的关系进行探讨，并利用小麦50K SNP基因芯片对川麦1247的功能基因进行检测。【结果】川麦1247全生育期较四川大面积推广中熟品种提早4～5 d,较晚熟品种提早7 d。与其他品种相比，川麦1247的抽穗期较早，灌浆持续时间较短，且平均灌浆速率较高。从灌浆3个阶段来看，川麦1247的灌浆快增期、缓增期持续时间较短，而灌浆渐增期、缓增期的灌浆速率较高。从不同熟性小麦品种籽粒灌浆速率变化动态来看，早熟品种能持续保持较快的灌浆速度，且灌浆高峰的峰值高。利用50K SNP基因芯片对川麦1247的功能基因进行分型表明，川麦1247含光周期基因Ppd-D1a、春化基因vrn-A1、Vrn-D1a以及正向控制千粒重基因(TaSus2-2A、TaGASR-7A、TaGW2-6B、TaSus1-7B、TaGS1a和TaGS-D1...     

扬麦系列品种(系)重要性状功能基因的KASP检测

为了解扬麦系列品种(系)重要性状功能基因组成,利用高通量KASP标记技术对30份扬麦系列品种(系)的株高、光周期、抗病虫、抗穗发芽、抗旱、籽粒及品质性状等相关功能基因进行检测。结果表明:76.7%的供试品种(系)含有矮秆基因Rht-B1b;所有品种(系)携带光周期不敏感基因Ppd-A1a和Ppd-D1a,均聚合多个高千粒质量基因TaSus1-7A、TaSus2-2A、TaGS-D1和TaGW2-6B等;扬麦系列品种(系)主要含有TaPHS1、Vp-B1和TaSdr-B1 3个抗穗发芽基因,频率分别为73.3%、90.0%和73.3%;抗旱基因CWI-4A、CWI-5D、TaMoc-A1、TaSST-A2、TaSST-D1、Dreb-B1和1-feh-w3的频率分别为66.7%、100.0%、13.3%、100.0%、93.3%、20.0%和90.0%;抗赤霉病基因Fhb1在扬麦系列品种(系)中的比例不高,仅为16.7%;70%扬麦系列品种(系)含有抗叶锈病基因Lr14a;抗禾谷孢囊线虫病基因Cre8、抗眼斑病基因Pch1、抗秆锈病基因(Sr2和Sr36)、抗叶锈病基因(Lr21、Lr34、Lr47和Lr67)、抗褐斑病基因Tsn1在供试材料中均未发现,扬麦系列品种(系)多为弱筋小麦,50%的扬麦系列品种(系)Glu-A1位点为1,86.7%的Glu-D1位点为2+12,除扬麦3号外,供试品种Glu-B3位点都为c。本研究明确了扬麦系列品种(系)部分重要性状功能基因的组成,为扬麦系列品种(系)在生产和育种上应用提供了理论依据。     

中国冬小麦品种多酚氧化酶活性基因等位变异检测及其分布规律研究

 【目的】利用分子标记研究中国冬小麦品种PPO基因的等位变异及其与PPO活性的关系,为小麦PPO活性的分子标记辅助选择（MAS）奠定基础。【方法】利用PPO基因的功能标记PPO18、PPO29和PPO16对中国4个麦区的冬小麦品种（系）（试验Ⅰ）和山东省常用亲本（试验Ⅱ）共311份进行2A和2D染色体上PPO等位基因Ppo-A1a、Ppo-A1b、Ppo-D1a和Ppo-D1b的检测。【结果】PPO18在等位基因Ppo-A1a（高PPO）和Ppo-A1b（低PPO）中分别扩增685 bp和876 bp的片段,PPO16和PPO29在Ppo-D1a（低PPO）和Ppo-D1b（高PPO）两个等位基因中分别扩增713 bp和490 bp的片段。311份品种（系）中Ppo-A1a、Ppo-A1b、Ppo-D1a和Ppo-D1b等位基因的频率分别为41.8%、58.2%、59.8%和40.2%,PPO活性在同一基因的两个等位基因间差异均达显著水平（P＜0.05）;两个PPO基因的等位基因组合类型分布频率为：Ppo-A1a/Ppo-D1a（27.3%）、Ppo-A1a/Ppo-D1b（14.5%）、Ppo-A1b/Ppo-D1a（32.5%）和Ppo-A1b/Ppo-D1b（25.7%）,彼此差异均达显著水平（P＜0.05）。各麦区间PPO活性基因分布存在明显差异,Ppo-A1a基因在长江中下游冬麦区和西南冬麦区分布较多,频率分别为60.7%和56.0%;Ppo-A1b基因在北部冬麦区和黄淮冬麦区分布较高,频率分别为65.6%和60.3%;而Ppo-D1a基因在北部冬麦区、黄淮冬麦区、长江中下游冬麦区和西南冬麦区分布明显高于Ppo-D1b基因频率,分别为65.6%、53.6%、75.0%和76.0%。【结论】PPO18、PPO16和PPO29标记的检测方法简单、稳定性好,所检测的等位变异类型能有效反映品种的PPO活性值。中国冬麦区品种低PPO活性基因分布频率相对较多。因此,根据PPO基因类型组配亲本,并利用PPO基因功能标记在育种早代筛选低PPO活性的基因型,可促进面制品色泽的改良。     

Distribution and Selective Effects of Vrn-A1, Vrn-B1, and Vrn-D1 Genes in Derivative Varieties from Four Cornerstone Breeding Parents of Wheat in China

Vernalization, the process of a long exposure to low temperature to induce flowering in plants, is essential for plants to adapt to cold winters. The presence of vernalization genes Vrn-A1, -B1, and -D1 in four cornerstone breeding parents of wheat in China （Funo, Mentana, Yanda 1817, and Bima 4） and 322 derivative varieties （mostly winter wheat） from these parents were determined using PCR based molecular method. The frequencies of the VRN-1 genes in these derivative varieties were in order of Vrn-Dl（67.1%）〉 Vrn-Bl（19.6%）〉 Vrn-Al（5.3%）, which are similar as the former conclusion that Vrn-D1 is associated with the latest heading time, Vrn-A1 the earliest, and Vrn-B1 intermediate values. The frequencies of Vrn-Al and Vrn-B1 loci in the derivative varieties from winter wheat zones were higher than that from spring winter zones. Based on the wheat breeding history in China and the fact of non-random distribution of Vrn-A1 and Vrn-B1 in the derivative varieties from the four parents, there could be a strong selective effect on VRN-1 genes in different regions where the derivative varieties were cultivated.     

我国主产区小麦品种重要性状分子标记分析

明确我国主产区小麦生育期、粒重和面粉颜色相关基因的分布,有助于小麦高产稳产和品质性状的改良。利用已报道的春化(vernalization,Vrn)、光周期(photoperiod,Ppd)、粒重、黄色素含量(yellow pigment content,YPC)和多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)相关分子标记,对102份小麦品种(系)进行检测,以分析不同等位基因在品种中的分布并为品种改良提供指导。结果表明,所选材料在VRN-A1和VRN-B3位点均为隐性等位基因,在VRN-B1位点仅有2个品种携带显性等位基因;VRN-D1位点有32.4%的品种(系)携带显性等位基因,该位点可能是影响我国主产区小麦冬春性的主要位点。除邯6172外,其它品种(系)均携带光周期不敏感型等位基因Ppd-D1a。分别有65.7%和39.2%的品种(系)携带高粒重等位基因TaCwi-A1a和TaGS-D1a,且24.5%的品种(系)同时携带这两个高粒重等位基因,说明粒重在两个位点仍有较大改良空间。高YPC等位基因Psy-A1a(69.6%)分布频率显著高于低YPC等位基因Psy-A1b(30.4%)。分别有54.9%和39.2%的品种(系)携带高PPO活性等位基因Ppo-A1a和Ppo-D1b,有10.8%的品种(系)同时携带这两个高PPO活性等位基因。综上所述,我国主产区小麦生育期、粒重和面粉颜色等性状仍有较大改良空间,应加强光周期敏感型新品种的选育。     

黄淮麦区小麦品种PPO活性基因等位变异的检测及分布

以黄淮麦区254份小麦品种资源为材料,利用PPO16、PPO18和PPO29等3个PPO活性相关的分子标记,对供试材料中PPO-2A和PPO-2 D位点的等位变异进行检测。结果表明:在PPO-2A位点,等位变异PPO-A1a(高PPO活性)和PPO-A1b(低PPO活性)的比例分别为59.1%和40.9%;在PPO-2 D位点,等位变异PPO-D1a(低PPO活性)和PPO-D1b(高PPO活性)的比例分别为56.7%和43.3%。4种等位变异组合类型PPO-A1a/PPO-D1a(中等PPO活性)、PPO-A1a/PPO-D1b(最高PPO活性)、PPO-A1b/PPO-D1a(最低PPO活性)和PPO-A1b/PPO-D1b(中等PPO活性)的分布频率依次为33.8%、24.8%、22.8%和18.6%。黄淮麦区不同地区小麦品种中PPO活性等位变异组合类型的分布频率不同。低PPO活性组合PPO-A1b/PPO-D1a在河南地区小麦品种的分布频率最低,该地区小麦品质改良应加强对低PPO活性的选育。     

分子标记检测矮秆基因Rht-B1b、Rht-D1b和Rht8在我国小麦中的分布

利用分子标记检测矮秆基因在我国主要麦区的分布,有助于提高小麦产量和改良株高。本研究利用小麦矮秆基因Rht-B1b、Rht-D1b的4对特异性分子标记,BF与MR1、BF与WR1、DF与MR2、DF2与WR2,以及微卫星Xgwm261标记对我国小麦主产区小麦主栽品种中矮秆基因Rht-B1b、Rht-D1b和Rht8的分布情况进行了分子标记鉴定。结果表明:1)在鉴定的129个品种中,58份含有Rht-B1b基因,占45.0%;24份含有Rht-D1b基因,占18.6%;73份含有Rht8基因,占56.6%;35份品种含有2个矮秆基因Rht-B1b和Rht8,占27.1%;16份品种含有Rht-D1b和Rht8基因,占12.4%。本研究未检测到同时含有Rht-B1b、Rht-D1b和Rht8这3个矮秆基因的品种,以及同时含有Rht-B1b和Rht-D1b的品种;2)3个矮秆基因Rht-B1b、Rht-D1b和Rht8在各个生态区育成品种中的分布频率也不同。矮秆基因Rht-B1b和Rht8在黄淮冬麦区的分布频率较高,分别为55.4%和71.1%;Rht-D1b基因在西南冬麦区的分布频率较高,为37.5%;矮秆基因Rht8在不同的麦区都有广泛的分布,在不同的生态区具有广泛的适应性。     

1BL/1RS易位系小麦品质性状相关基因等位变异分析

为了探讨1BL/1RS易位系在小麦品质育种中的潜在利用价值,利用小麦品质相关基因分子标记,明确了258份1BL/1RS易位系小麦品种(系)中5个相关基因型的分布规律。在258份1BL/1RS易位系小麦品种(系)中,Ppo-A1b和Ppo-D1a 2个基因型分布频率分别为58.2%和64.0%,Ppo-A1b/Ppo-D1a基因型所占比例为36.8%。这表明1BL/1RS易位系在低PPO活性小麦育种中具有应用价值。Psy-A1低黄色素等位变异基因型Psy-A1b仅占全部1BL/1RS易位系品种(系)的30.2%。在低黄色素小麦育种亲本组配中,应注意1BL/1RS易位系品种(系)的选择。硬质麦Pinb-D1b基因型所占比例为60.9%。在258份1BL/1RS易位系小麦品种(系)中,其中27份的基因型为Ppo-A1b/Ppo-D1a/Psy-A1b/Pind-D1b,这些品种(系)在小麦品质育种中有重要应用价值。穗发芽密切相关基因Vp1的等位基因Vp-1Ba、Vp-1Bb、Vp-1Bc所占比例分别为33.3%、3.1%、63.6%。     

俄引春小麦脂肪氧化酶活性基因的标记分析

为了改良黑龙江省小麦品种,加强其种质创新,利用与脂肪氧化酶基因(LOX)活性有关的2个遗传位点相连锁的3对分子标记,对247份俄罗斯引进的春小麦品种进行研究。结果表明:对于SSR标记Xwmc312,142份品种扩增出247bp特异条带,即Xwmc312-247基因型比例为57.49%,85份品种扩增出235bp特异条带,Xwmc312-235基因型比例为34.41%,20份品种扩增出227bp特异条带,Xwmc312-227基因型比例为8.10%。TaLOX-B1位点上,16份品种扩增出标记LOX16的特异条带,即高活性等位基因型TaLoxB1a分布比例是6.48%,230份品种扩增出标记LOX18特异条带,即低活性的等位基因型TaLOX-B1b分布比例是93.12%,有一个品种在此位点表现杂合。表明以TaLox-B1b基因型为主。2个位点不同等位基因组合共有6种,Xwmc312-247/TaLOX-B1b分布比例最高(53.85%),Xwmc312-22 7/TaLOX-B1a分布比例最低(0.41%),高活性组合Xwmc312-235/TaLOX-B1a(分布比例2.43%)等其它4种组合型介于二者之间,表明俄罗斯引进小麦品种以LOX低活性组合型为主。     

小麦TaLox-B等位变异对脂肪氧化酶活性和面粉色泽的影响

【目的】小麦籽粒脂肪氧化酶(Lox)与面粉色泽密切相关,研究TaLox-B位点上的不同等位变异类型对Lox活性和面粉色泽的影响,为面粉色泽的改良和相关的品质育种工作提供参考依据。【方法】选用122份河南小麦品种(系)为试验材料,用紫外分光光度计和色差仪分别测定其Lox活性和面粉色泽,并利用控制脂肪氧化酶活性位于4BS上的TaLox-B1、TaLox-B2和TaLox-B3位点上的功能标记Lox16、Lox18和Lox-B23对参试材料的Lox基因型进行鉴定。【结果】不同品种间Lox活性及其色泽性状差异达到极显著水平。基因型鉴定结果表明,参试材料的TaLox-B1位点存在TaLox-B1a和TaLox-B1b两种等位变异,所占比例分别为63.9%和39.1%,TaLox-B2位点存在TaLox-B2a和TaLox-B2b两种等位变异,所占比例分别为57.4%和42.6%,TaLox-B3位点也存在TaLox-B3a和TaLox-B3b两种等位变异,所占比例分别为41.8%和48.2%。分析其基因型组合发现,参试材料中共有6种基因型组合类型,依次为TaLox-B1a/TaLox-B2a/TaLox-B3a、TaLox-B1a/TaLox-B2a/TaLox-B3b、TaLox-B1a/TaLox-B2b/TaLox-B3b、TaLox-B1b/TaLox-B2a/TaLox-B3a、TaLox-B1b/TaLox-B2a/TaLox-B3b和TaLox-B1b/TaLox-B2b/TaLox-B3b,所占比例分别为41.8%、15.6%、6.6%、28.7%、5.7%和1.6%。分析不同TaLox-B位点基因与Lox活性及红度(a*值)、黄度(b*值)、亮度(L*值)、白度(Wht值)等面粉色泽性状的关系表明,单基因等位变异对Lox活性和面粉色泽的影响不同,3个基因等位变异a*值差异均不显著,对Lox活性的效应,TaLox-B2a高于TaLox-B2b(P0.05),TaLox-B3a高于TaLox-B3b(P0.01),TaLox-B2a基因型的Wht值低于TaLox-B2b基因型(P0.01),TaLox-B3a基因型的Wht值也低于TaLox-B3b基因型(P0.05)。说明TaLox-B2和TaLox-B3对Lox活性和面粉色泽具有重要影响。进一步分析发现,拥有TaLox-B1a/TaLox-B2a/TaLox-B3a基因型组合的小麦品种(系)的Lox活性和b*值最高,a*值和Wht值最低,而TaLox-B1b/TaLox-B2b/TaLox-B3b基因型组合的小麦品种(系)的L*值、a*值和Wht值最高,其Lox活性和b*值最低。【结论】河南小麦中所发现的6种不同Lox基因型组合中,拥有TaLox-B1a/TaLox-B2a/TaLox-B3a基因型组合的小麦品种(系)的Lox活性相对较高,Wht值相对较低(P0.05),而拥有TaLox-B1b/TaLox-B2b/TaLox-B3b基因型组合的小麦品种(系)的Lox活性相对较低,Wht值相对较高(P0.05)。Lox活性的遗传控制在面粉色泽品质改良进程中发挥着关键作用。     

春小麦脂肪氧化酶TaLox-B位点等位变异检测及分布规律

为阐明脂肪氧化酶TaLox-B位点等位基因在国内外不同地区春小麦种质资源中的分布规律,利用已开发的功能基因标记LOX16、LOX18和LOX-B23对154份国内新疆春小麦地方品种(系)和83份国外春小麦品种(系)进行分子标记检测。结果表明,237份春小麦品种(系)在TaLox-B1、TaLox-B2和TaLox-B3位点上与高LOX活性相关的等位基因TaLox-B1a、TaLox-B2a和TaLox-B3a的分布频率分别为:8.0%、93.2%和86.1%,与低LOX活性相关的等位基因TaLox-B1b、TaLox-B2b和TaLox-B3b的分布频率分别为:92.0%、6.8%和13.9%。新疆维吾尔自治区四大生态区的春小麦地方品种(系)中,东疆地区和伊犁河谷地区的参试材料未发现优异等位变异TaLox-B1a;而优异等位变异TaLox-B2a和TaLox-B3a的分布频率由高到低为:东疆地区北疆地区南疆地区伊犁河谷地区。供试品种(系)的国外不同地区春小麦品种(系)中,优异等位变异TaLox-B1a的分布频率由高到低为:欧洲地区非洲地区美洲地区亚洲地区。本研究所用春小麦品种(系)共检测出5种基因型组合:TaLox-B1a/TaLox-B2a/TaLox-B3a或TaLox-B1b/TaLox-B2a/TaLox-B3a,TaLox-B1a/TaLox-B2a/TaLoxB3b或TaLox-B1b/TaLox-B2a/TaLox-B3b和TaLox-B1b/TaLox-B2b/TaLox-B3b,分别与高、中和低LOX活性相关,其频率分别为86.1%、7.2%和6.7%。新疆四大生态区的春小麦地方品种(系)中,东疆地区材料均检测为具有最高LOX活性基因组合TaLox-B1b/TaLox-B2a/TaLox-B3a。供试的国外春小麦品种(系)中,美洲地区的材料具有高LOX活性基因型组合TaLox-B1a/TaLox-B2a/TaLox-B3a或TaLox-B1b/TaLox-B2a/TaLox-B3a的频率分别为13.8%和69.0%,总体高于国外其他地区。