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。     

基于籽粒贮藏蛋白遗传多样性的小麦条形码研究

为便于小麦品种管理及保护,针对植物DNA条形码研制存在的问题,以36份品种为材料,分析其HMW-GS和醇溶蛋白组分,并根据谱带的有无,对谱带进行数量化处理,存在的谱带标为1,不存在的谱带标为0,建立谱带二进制代码,再转化为十进制代码,最后通过数据整合,建立了小麦品种身份识别码,并将其转换为条形码,研制出基于籽粒贮藏蛋白遗传多样性的小麦身份识别码制作方法,使原来需要用119位数字表明的品种间差距现在只需37位数字即可表示出来。     

青海省小麦种质材料醇溶蛋白的遗传多样性分析

为了解当前青海省普通小麦种质材料醇溶蛋白的遗传多样性,利用酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳(A-PAGE)技术对青海省77份普通小麦种质材料进行了醇溶蛋白遗传多样性分析。结果表明,供试材料中共分离出蛋白谱带1 237条,迁移率不同的谱带类型37种,其中迁移率编号为2、19和3号的谱带出现频率最高,分别为98.7%、98.7%和97.4%;3条谱带(15、16和17号)出现频率低于10.5%;其余31条谱带出现频率为19.5%～84.4%。供试材料醇溶蛋白谱带多态性较高,每个材料可电泳分离出11～21条谱带,其中具有14～18条谱带的材料居多。不同材料间的遗传相似系数变化范围为0.55～0.94,说明供试材料具有丰富的遗传多样性。聚类分析将供试材料分成6大类,聚类结果在一定程度上反映了供试材料间的亲缘关系。     

99份国内小麦新品种（系）醇溶蛋白的遗传多样性分析

为了解目前普通小麦育成品种（系）间醇溶蛋白的遗传多样性,利用酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳（Acid polyacrylamide gel electrophoresis, APAGE）技术对国内99份小麦新品种（系）进行了醇溶蛋白分析。结果表明,供试材料中共分离出蛋白带2 192条,迁移率不同的谱带类型106种,其中迁移率编号为9和11的2种谱带出现频率最高,均为82.11%;有38条谱带的出现频率低于10%,这些低频率谱带仅出现在极少数的材料中;其余66条谱带出现频率为10.53%~64.21%,具有较高的多态性。每个被检测材料可电泳分离出15 ~ 30条带,其中大部分为18 ~ 24条。供试材料间遗传距离（Genetic distance, GD）为0.07 ~ 0.73,平均为0.59,遗传变异较大。聚类分析可将其分为4大类。与过去的小麦品种醇溶蛋白研究结果相比,新品种（系）的平均遗传距离缩小,遗传基础变窄。     

部分普通小麦醇溶蛋白的遗传多样性分析

为了揭示普通小麦(Triticum aestivum L.)品种间醇溶蛋白的遗传多样性,采用A-PAGE方法对60份普通小麦品种(系)进行了醇溶蛋白分析.结果表明,全部供试品种(系)共检测到943条带,每份材料可电泳出9～21条带,平均15.7条.试验共获得迁移率不同的谱带74条,其中第2和第4条谱带出现的频率最高,分别为45.00%和、51.67%,其余的谱带多态性很高,说明小麦种质间存在丰富的醇溶蛋白遗传异质性.供试材料间的遗传距离(Genetic distance,GD)变异范围为0.40～0.84,平均为0.62.聚类分析在GD值为0.82水平上可将供试材料分为4大类群.     

河南省地方小麦品种醇溶蛋白的遗传多样性分析

为给河南省小麦地方品种资源的利用提供科学依据,采用A-PAGE方法,对小麦地方品种白和尚头、白麦、白芒糙、出山豹等15种243份地方小麦品种进行了同质检验,对同质地方品种进行了同名品种间和非同名品种问醇溶蛋白构成分析,并将聚类结果与农艺性状相结合进行分析.结果表明,243份材料中有156份同质,占总样品的64.2%.这156份地方品种共产生72条谱带,其中a区21条、p区22条,Υ区16条、ω区13条,共147种构型;谱带分布频率范围为0.6%～100%,平均为25.6%;多样性指数为0.957,其中α区0.801、β区0.836、Υ区0.897、ω区0.870.15种同名品种产生谱带的范围为27～41条;品种间遗传距离最小为0,最大为2.033,平均遗传距离分布在0.330～0.574之间;遗传多样性指数分布在0.940～0.958之间.将聚类结果与农艺性状进行比较,农艺性状相近的材料大都能在遗传距离为1.0时被聚为一类.相同的带型在同名品种间和非同名品种间都有出现,表明小麦地方品种问存在同名异种、同种异名的现象.     

小麦贮藏蛋白特性及其遗传转化

小麦籽粒贮藏蛋白由醇溶蛋白和谷蛋白组成。醇溶蛋白在组成上以单体形式存在 ,具有高度的异质性和复杂性。它决定小麦面筋的粘性。谷蛋白是由多个亚基组成的高分子聚合体 ,决定面筋的弹性。它可分为低分子量谷蛋白亚基和高分子量谷蛋白亚基 (HMW- GS)。HMW- GS具有相似的分子结构 ,即由中央重复序列、无重复的 N端和 C端组成。HMW- GS对小麦烘烤品质起着决定性作用 ,但因 HMW- GS类型不同而对加工品质的贡献大小各异。许多 HMW- GS基因已被揭示。实践证明 ,利用基因枪法 ,将 HMW- GS基因导入普通小麦的细胞核内 ,能够达到改良小麦烘焙品质的目的。随着分子生物学技术的不断发展 ,可望从营养和加工角度来改良小麦品质的特性     

河西灌区小麦地方品种醇溶蛋白的遗传多样性分析

为了挖掘小麦地方品种的潜力,采用APAGE方法分析了河西灌区70份小麦地方品种的醇溶蛋白,研究了醇溶蛋白的遗传多样性。结果表明,供试材料中共分离出迁移率不同的醇溶蛋白谱带91条,品种间变异幅度为11～26条,平均为18.33条,变异系数为16.08,具有16、17、19、20条谱带的品种最多。在91条醇溶蛋白谱带中,B01号谱带出现频率最高,为97.14%;B77和B03号谱带出现的频率也较高,分别为92.86%和88.57%。B72和B91号谱带出现频率最低,分别只出现1次,频率均为1.43%。其余谱带多态性很高。在不同分区中醇溶蛋白谱带的分布存在较大差异,ω区出现的谱带最多,β区次之,γ区第三,α区出现的谱带最少。供试材料之间遗传距离的变化范围为0.24～1.00,平均值为0.66。说明河西灌区小麦地方品种间存在丰富的醇溶蛋白遗传多样性,在小麦品质育种中具有一定利用价值。     

小麦醇溶蛋白组分的遗传研究

为探讨醇溶蛋白在小麦杂种后代的遗传特点,选用2个小麦杂交组合(苏引10号×晋农190、晋麦47×晋农190),用酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳(APAGE,pH 3.1)对其亲本及后代材料(F_1、F_2代)进行了电泳分析.结果表明,醇溶蛋白在F_1代表现出共显性和倾母性(剂量效应)遗传特点;F_2代蛋白谱带发生分离,具体表现为:Gli-13.9、23.2、26.0、34.8、40.2、46.2、50.0、71.5、73.8等9个组分的分离符合一对基因的分离规律,而Gli-12.7、15.7、16.5、19.1、26.9、30.5、30.8、32.2、76.8等9个组分的分离符合两对基因的分离规律;Gli-17.8既不符合一对基因的分离规律,又不符合两对基因的分离规律.这表明前9种蛋白受控于一对基因,后9种蛋白受控于两对基因;最后一种蛋白尚无法确定,需借助双向电泳做进一步研究.     

沙生冰草醇溶蛋白遗传多样性研究

为了解中国北方不同地区沙生冰草居群的遗传结构和差异,应用醇溶蛋白A-PAGE技术对采集自中国沙生冰草主要生态环境的18个沙生冰草居群进行了遗传多样性研究.结果表明,沙生冰草具有丰富的遗传多样性.A-PAGE总计检测到64条相对迁移率不同的电泳带纹,在α、β、γ、ω区分别有11、17、6和30条.每个沙生冰草居群具有独特的醇溶蛋白带型,在确定和划分沙生冰草居群上显示出足够的遗传多样性.对地区内和地区间的醇溶蛋白遗传多样性进行划分,其中61.0%的总体遗传多样性存在于地区间,地区内遗传多样性占39.0%.在Nei遗传距离0.45处,18个沙生冰草居群被分为4个类群.UPGMA聚类和PCA分析表明,采集地生态环境相似的沙生冰草居群遗传距离较近.在沙生冰草的保护和利用中需加强对其生态环境和更多居群的保护和利用研究.     

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。     

Genetic Diversity of Seed Storage Proteins in Different Ecotype Varieties of japonica Rice and Its Application

Plant endosperm storage proteins are coded by a group of enormous gene families, and a sub-family genes code a kind of protein respectively. These proteins are deposited in one kind of protein body and cannot be denatured during seed is formed. Thus, storage proteins as direct, stable products of genes can reflect DNA diversity of plants. The kind of diversity can be easily detected by various electrophoresis. So far, the polymorphism of seed storage proteins has already widely applied in pl…     

大豆种子贮藏蛋白遗传改良研究进展

大豆种子中含有40%左右的蛋白质,是世界重要的植物蛋白来源,7S和11S组分是大豆种子贮藏蛋白的主要构成部分,约占70%.7S组分主要由a,、a、β亚基构成,这三个亚基分别由Cgy1、Cgy2和Cgy3基因控制;11S组分由酸性多肽链和碱性多肽链组成的A1aB1b、A1bB2、A2B1a,、A3B4和A5A4B3等五个亚基构成.这些亚基分别由Gy1、Gy2、Gy3、Gy4和Gy5基因控制.大豆种子贮藏蛋白亚基变异类型丰富,除对大豆种质进行筛选外,国外研究者已通过杂交育种和辐射诱变育种培育出了高11S/7S比值的品系.通过外源基因导入和编码大豆贮藏蛋白基因修饰来提高大豆种子蛋白品质的遗传工程方面已经起步.理化诱变也是改良大豆蛋白品质的一条可行途径.所有这些研究对于改良大豆贮藏蛋白的营养价值和加工品质都具有重要意义.     

索引

我国蕴藏着丰富的薯蓣种质资源,国内外研究学者对薯蓣种质资源开展了大量遗传多样性的研究。主要从形态水平、细胞染色体水平、生化水平和分子水平4个方面综述大薯、山药、黄独、盾叶薯蓣等物种遗传多样性的国内外研究进展,简要介绍薯蓣属植物的经济和育种价值,为薯蓣种质的开发和利用提供依据。     

普通小麦及其近缘种醇溶蛋白遗传多样性分析

为了解小麦近缘种的醇溶蛋白多样性分布规律,应用A-PAGE方法对63份普通小麦及其近缘种材料进行醇溶蛋白遗传多样性分析.结果表明,电泳出现99条迁移率不同的谱带,构成63种组合,总体多态性信息指数达到0.984,以ω区最高,γ和β次之,α区最低.不同基因组构成材料多态性信息指数的分区比较发现,近缘种材料与普通小麦在α区相差最大,其中AA、AABB、AAGG基因组在α区的多态性信息指数均比地方小麦和斯卑尔脱小麦高0.164,而与广泛杂交改良的高代品系类似.谱带分布频率分析发现,高频带和中频带主要出现在ω、γ和β三个区,频率低于0.05的低频带主要出现在α区.聚类分析反映的亲缘关系基本和进化一致,但近缘种与普通小麦高代品系有交叉.此外,本文亦对小麦近缘种的醇溶蛋白分布规律及其在品质育种中的应用潜力进行了讨论.     

波兰小麦对普通小麦醇溶蛋白的改良作用

为研究波兰小麦对普通小麦醇溶蛋白的改良作用,利用酸性聚丙烯酰胺凝胶(A-PAGE)电泳技术对60个波兰小麦×普通小麦中13后代株系的醇溶蛋白位点进行了检测.结果表明,波兰小麦与普通小麦杂交后代醇溶蛋白存在丰富的变异类型,共产生了34条迁移率不同的醇溶蛋白谱带,其中,α区2条,β区24条,γ区4条,ω区4条.每个株系具有7～21条带,多数株系为12～19条,平均15.68条.醇溶蛋白遗传多样性指数(H')及多态性信息含量(PIC)分析结果显示,β区醇溶蛋白组成最为丰富,而α区最低.供试材料间存在较大的遗传变异,在GD值0.38水平上可聚为4类.波兰小麦醇溶蛋白谱带在BC<,1F<,2中出现的频率比BC<,2中更高,变异更为丰富.杂交后代中出现了4条双亲不具有的新谱带.分析表明,波兰小麦对普通小麦醇溶蛋白的改良有十分明显的作用.     

乌拉尔图和栽培一粒小麦抗病基因向普通小麦转移的研究

乌拉尔图小麦（Triticum urartu Tum．）和栽培一粒小麦（Triticum monococcum L．）是普通小麦的两个二倍体野生种，是进行小麦遗传改良的重要遗传资源。为了将其抗白粉病和抗条锈病基因转移到普通小麦中，用普通小麦分别与两份乌拉尔图小麦材料1010013和1010015及一份栽培一粒小麦材料1010048配制杂交组合。结果表明，乌拉尔图小麦与普通小麦杂交不能正常结实，必须进行幼胚拯救。成胚率为14．77％；而栽培一粒小麦与普通小麦杂交可正常结实，但结实率很低。杂种F1自交不育，与普通小麦回交可正常结实．但BC1自交结实率极低。对普通小麦与乌拉尔图小麦杂种F1花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ的观察结果表明，平均单价体为17．36个．二价体为5．32个。进一步对杂种后代进行抗病鉴定和遗传分析，乌拉尔图小麦1010013和1010015分别含有一对显性抗白粉病基因。栽培一粒小麦1010048含有两对独立遗传的显性抗条锈病基因，并分别在杂种后代BC2F1和BC1F2中获得了染色体正常（2n=42）、细胞学稳定且抗性与供体亲本一致的抗白粉病和抗备锈病植株。说明来自二倍体乌拉尔图和栽培一粒小麦的抗病基因已通过遗传重组导入到普通小麦中。研究还发现普通小麦莱州953与乌拉尔图小麦和栽培一粒小麦杂交的结实率与中国春的同样高，表明其可能携带有远缘杂交亲和基因。     

Phenotypic diversity in Ethiopian durum wheat(Triticum turgidum var.durum)landraces

The phenotypic diversity of 274 Ethiopian durum wheat accessions was analyzed, taking their geographic origins into account. The aim was to assess the extent and patterns of agronomically important phenotypic variation across districts of origin and altitude classes for major qualitative traits using diversity index and multivariate methods. Eight qualitative and three quantitative traits were scored for 2740 plants and analyzed for diversity. The Shannon–Weaver diversity(H′) index was used to estimate phenotypic diversity. The estimated H′ ranged from monomorphic for glume hairiness to highly polymorphic for other traits. The highest(0.86) H′ was obtained for seed degree of shriveling, possibly indicating the differential responses of the genotypes to water deficit during later growth stages. With respect to district of origin, the highest(0.72) and lowest(0.44) H′ values were obtained for the Bale and SNNP districts, respectively. With respect to altitude, the highest(0.76) and lowest(0.62) H′ values were recorded for altitudes 1600–2000and 3000 m above sea levels, respectively. Principal components analysis explained substantial variation contributed by district of origin and altitude range. Genotypes were clustered into three groups by districts of origin and altitude class, with relatively strong bootstrap values of 57 and 62 for the former and latter, respectively. It could be concluded that Ethiopian durum wheat landraces are very diverse both within and among districts of origin and altitude classes. This wealth of genetic diversity should be exploited for wheat improvement of yield and for resistance to biotic and abiotic stresses, particularly terminal drought.