多酚氧化酶活性基因等位变异在陕西小麦品种中的分布

为了解陕西小麦品种控制多酚氧化酶(Polyphenol oxidase,PPO)活性的主效基因组成.利用PPO 18和PPO 29标记时138份推广品种的PPO-2A和PP(9-2D位点的等位变异进行了分子检测.结果表明,在PPO2A住点,含Ppo-A1a(高PPO活性)和Ppo-A1b(低PPO活性)等位变异类型的品种比例分别为47.1%和52.9%;在PPO2D位点含PpoD1a(中等低PPO活性)和PpcrD1b(中等高PPO活性)等位变异类型的品种频率分剐为30.4%和69.6%;含Ppo-A1a/Ppo-D1a(较高PPO活性)、PpoAla/PpoD1b(最高PPO活性)、Ppo-A1b/Ppo-D1a(最低PPO活性)、Ppo-A1b/Ppo-D1b(较低PPO活性)等住变异组合类型品种的频率依次为10.1%、37.0%,20.3%和32.6%;不同地区不同等位变异类型及其组合的分布比例也不同.总体来看,陕西低PPO活性的小麦品种比例偏低,选育低PPO活性品种应成为当前陕西小麦品质改良的主要目标之一.     

面条品质性状相关基因在四川小麦中的分布

为给面条小麦亲本材料的选择提供依据,利用多重PCR技术分析了Wx-B1和2个主效PPO位点的等位基因在104份四川主栽小麦和骨干亲本中的分布,并检测了59份新育成品系的淀粉糊化特性.结果表明,控制低PPO活性的等位基因PPO-2Ab和PPO-2Da的频率分别为42.3%和83.6%,Wx-B1蛋白缺失基因Wx-B1b的频率为26.9%,四川小麦淀粉特性整体表现较优良.Wx-B1缺失小麦在峰值粘度、稀懈值、最终粘度和反弹值方面与正常类型间差异显著.绵阳26 、川麦107、川麦43等是面条小麦育种的优良亲本.准确、实用、高效多重PCR技术适合于多位点控制的品质性状的标记辅助选择.     

小麦低多酚氧化酶活性品种资源的筛选

为了研究中国小麦品种资源多酚氧化酶(PPO)活性的变异,并筛选稳定的低PPO活性种质资源,于2003～2004和2004～2005年度分别种植131份小麦品种及资源,采用全麦粉法测定了其PPO活性.结果表明,其两年PPO活性相关极显著,r=0.839.根据STS01和PPO18两个标记位点共同出现的变异情况,将供试品种分为4种基因组合类型,即H1H2、L1H2、H1L2、L1L2.检测结果表明,中国大面积种植的一些小麦品种PPO活性差异很大,说明遗传改良具有很大的潜力.最终筛选出了渝02321、宁麦9号、02P157、02Y151、34-th195、宁0076、鄂麦19等23个L1L2型低PPO活性品种资源.     

黑龙江省春小麦主要品质性状和慢锈抗病基因的分子标记检测

1B·1R易位系、高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)、多酚氧化酶(Polyphenol oxidase,PPO)活性、黄色素含量等因素都对小麦加工品质有重要影响,慢锈基因Lr34既抗叶锈,又抗条锈、白粉和秆锈病.为了明确这些基因在黑龙江小麦品种中的分布,并为优质抗病小麦分子标记辅助育种提供材料和方法,本研究利用高分子量谷蛋白亚基Dx5 、By8、1B·1R易住系、PPO、PSY基因和Lr34位点的特异性分子标记对黑龙江省不同地区的169份小麦品种进行鉴定.结果表明,Dx5亚基的频率为43.2％,By8亚基的频率为30.8％,1B·1R易位系的频率为4.7％,Ppo-A1b的频率为33.1％,Psy-A1b的频率为33.7％,含Lr34位点的频率为24.9％;不含1B·1R易位系、同时又具有Dx5和By8、Ppo-A1b、Psy-A1b及Lr34位点的品种只有2份,占1.2％.     

新疆小麦品种中多酚氧化酶(PPO)活性基因等位变异的分布

为了给新疆选育低PPO活性的小麦品种以及进行面制品色泽的改良提供依据,利用PPO基因的功能标记 PPO18、 PPO16和 PPO29,检测了252份新疆小麦品种(系)(包括农家品种、国内外引进品种和20世纪60年代以来的育成品种)中2A和2D染色体上PPO等位基因 Ppo-A1a(高PPO活性)、 Ppo-A1b(低PPO活性)、 Ppo-D1a(低PPO活性)和 Ppo-D1b(高PPO活性)的分布.结果表明,含有 Ppo-A1a、 Ppo-A1b、 Ppo-D1b和 Ppo-D1a基因型的频率分别为69.0%、31.0%、13.1%和86.9%,以 Ppo-A1a和 Ppo-D1a基因型为主;两个PPO基因的等位基因组合 Ppo-A1a/ Ppo-D1b(高PPO活性)、 Ppo-A1a/ Ppo-D1a(中等偏高PPO活性)、 Ppo-A1b/ Ppo-D1b(中等偏高PPO活性)和 Ppo-A1b/ Ppo-D1a(低PPO活性)的分布频率依次为9.9%、59.1%、3.2%和27.8%.总体来看,新疆小麦品种PPO活性中等偏高的材料最多.农家品种、引进品种和育成品种的PPO活性基因分布频率存在明显差异,其中具有 Ppo-A1b/ Ppo-D1a等位基因组合类型(低PPO活性)的分布频率依次为21.3%、33.3%和27.1%.共检测出了70个具有 Ppo-A1b/ Ppo-D1a等位基因组合类型(低PPO活性)的品种(系),并且新疆育成的冬小麦品种(系)携有 Ppo-A1b/ Ppo-D1a等位基因组合类型(低PPO活性)的数量比春小麦要多,可在培育低PPO活性品种时作为杂交亲本利用.     

104份甘肃小麦品种脂肪氧化酶和多酚氧化酶活性基因等位变异的检测

面粉和面制品的色泽是评价小麦品质的重要指标。小麦脂肪氧化酶(LOX)和多酚氧化酶(PPO)活性对面粉白度及面制品的色泽具有重要影响。为给甘肃省小麦品质育种提供参考依据,以104份甘肃省育成的小麦品种为材料,利用功能标记LOX16、LOX18、PPO18、PPO16和PPO29检测TaLox-B1、PpoA1及Ppo-D1位点的等位变异,分析甘肃小麦品种资源中LOX和PPO活性基因的组成和分布特点。结果表明,在甘肃小麦中,等位变异TaLox-B1a和TaLox-B1b的频率分别为22.12%和77.88%;其中,甘肃冬小麦品种高LOX活性等位变异TaLox-B1a的分布频率(30.56%)高于春小麦(3.13%)。等位变异Ppo-A1a、PpoA1b、Ppo-D1a和Ppo-D1b的频率分别为49.04%、50.96%、50.96%和49.04%;两个PPO基因的等位变异组合Ppo-A1a/Ppo-D1b、Ppo-A1a/Ppo-D1a、Ppo-A1b/Ppo-D1b和Ppo-A1b/Ppo-D1a的分布频率依次为28.85%、20.19%、20.19%和30.77%。说明在甘肃小麦品种中,低LOX活性等位变异(TaLox-B1b)品种比例较高;低PPO活性等位变异(Ppo-A1b、Ppo-D1a)品种分布比例略高于高PPO活性类型;其中,32份小麦品种在TaLox-B1、Ppo-A1和Ppo-D1三个位点同时含有高LOX活性和低PPO活性的等位变异。     

小麦品种面筋强度、黄色素含量和PPO活性相关基因的分子检测

为给小麦品质育种筛选亲本材料,并进一步验证相关标记的有效性和实用性,利用5个小麦品质性状基因的分子标记[包括高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)Dx5和By8标记、1B/1R易位系特异性SCAR标记、位于7AL染色体与黄色素含量相关的八氢番茄红素合成酶(Phytoene synthase,PSY)基因 Psy-A1的标记 YP7A、位于2AL染色体的PPO活性基因 Ppo-A1的标记 PPO18]对157份小麦品种和优良新品系进行了基因等位变异检测.结果表明:(1)在所检测的小麦品种(系)中, Dx5、By8、1B/1R易位系、PSY和籽粒PPO活性基因等位变异存在一定差异.其中,含 Dx5的材料29份,占18.5%,含 By8和1B/1R易位系的材料分别为68和69份,占43.3%和43.9%,含低黄色素含量等位变异基因 Psy-A1b的材料42份,占26.8%,含低PPO活性等位变异 Ppo-A1b的等位变异材料78份,占49.7%;(2)157份材料中品质性状基因皆符合要求的只有一个品系(37042),聚合多个优良性状的品质改良工作急需加强;(3)本实验使用的标记均为基因特异性标记,重复性好、准确率高,可有效地应用于小麦品质改良的分子标记辅助选择.     

河南小麦新品种（系）的多酚氧化酶基因等位变异

为了解河南小麦多酚氧化酶的基因型和表型分布情况,以72份河南小麦新品种(系)为材料,进行了籽粒多酚氧化酶活性测试,并利用多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)基因的功能标记PPO18、PPO16和PPO29分别进行2A和2D染色体上Ppo-A1和Ppo-D1的基因型鉴定。结果表明,参试品种(系)中,具有等位基因Ppo-A1a(与高PPO活性相关)和Ppo-A1b(与低PPO活性相关)的品种(系)分别为52个和20个,分布频率分别为72.2%和27.8%;具有等位基因Ppo-D1a(与低PPO活性相关)和Ppo-D1b(与高PPO活性相关)的品种(系)分别为51个和21个,分布频率分别为70.8%和29.2%。在参试小麦品种(系)中发现四种等位变异组合Ppo-A1a/Ppo-D1a、Ppo-A1a/Ppo-D1b、Ppo-A1b/Ppo-D1a和Ppo-A1b/Ppo-D1b,分布频率分别为50.0%、22.2%、20.8%和7.0%。进一步分析不同基因型组合对小麦籽粒PPO活性的影响,4种基因型中,Ppo-A1b/Ppo-D1a类型的小麦籽粒PPO活性最低。拥有低PPO活性的河南小麦新品种(系)相对较少,因此,建议在小麦品质育种中加强对低PPO活性材料的选择。     

新疆冬小麦过氧化物酶基因TaPod-D1和TaPod-A1的等位变异及分布

为了给新疆小麦品种面粉色泽的改良提供参考依据,利用位于7D染色体上的功能标记POD-7D1和POD-7D6及3A染色体上的功能标记POD-3A1和POD-3A2对98份新疆冬小麦品种(系)进行等位变异检测。结果表明,在TaPod-D1位点,有42份(占42.9%)材料含有与高POD活性相关的TaPod-D1a等位基因,56份(占57.1%)材料含有与低POD活性相关的TaPod-D1b等位基因;在TaPod-A1位点,有28份(占28.6%)材料含有与高POD活性相关的TaPod-A1b等位基因,70份(占71.4%)材料含有与低POD活性相关的TaPod-A1a等位基因。在不同类型的新疆冬小麦品种(系)中,两个不同位点上高POD活性等位变异TaPod-D1a和TaPod-A1b的分布频率均表现为引进品种(系)≈自育品种(系)地方品种。所检测的新疆冬小麦品种(系)共有四种等位基因组合,分别为Tapod-D1b/Tapod-A1a、Tapod-D1a/Tapod-A1a、 Tapod-D1b/Tapod-A1b和Tapod-D1a/Tapod-A1b,它们在新疆冬小麦品种(系)中的分布频率依次为39.8%、31.6%、17.4%和11.2%。     

部分小麦品种(系)品质相关基因的分子检测

为了了解小麦品种(系)的遗传信息,提高优质小麦育种的效率,利用已有的品质相关基因的分子标记(Dx5、Wx-A1、Wx-B1、Wx-D1、1BL/1RS、PPO18和PPO29)检测了144份黄淮麦区、3份国内其他麦区和8份德国品种(系)的基因等位变异类型。结果表明,5+10亚基类型、Wx-B1b和1BL/1RS易位的出现频率分别为34.8%、2.0%和47.1%,郑麦、新麦、淮麦、烟台以及徐麦等系列小麦品种(系)5+10亚基出现频率较高,而周麦系列中频率较低;未检测到Wx-A1b、Wx-D1b以及双缺失类型的材料;2A染色体上PPO等位基因Ppo-A1a(高PPO)、Ppo-A1b(低PPO)及杂合型基因型出现频率分别为45.8%、49.7%和4.5%,2D染色体上PPO等位基因Ppo-D1a(低PPO)和Ppo-D1b(高PPO)基因型出现频率分别为47.1%和52.9%,两个基因组合类型Ppo-A1b/Ppo-D1b(中等PPO)的出现频率最高,为29.0%,Ppo-A1a/Ppo-D1a(中等PPO)、Ppo-A1a/Ppo-D1b(双高PPO)以及Ppo-A1b/Ppo-D1a(双低PPO)的出现频率依次为23.9%、21.9%和20.6%;聚合多个优质基因的频率很低,同时含有5+10亚基、缺失1个Wx基因、非1BL/1RS易位以及双位点低PPO活性(Ppo-A1b/Ppo-D1a)的材料仅有1份(郑麦366),同时含5+10亚基、非1BL/1RS易位以及Ppo-A1b/Ppo-D1a的材料也仅占5.2%,应加大多个优异基因聚合品种的选育力度。