作物脂肪氧化酶的研究进展

脂肪氧化酶及其代谢产物参与作物生长发育的多个阶段,同时还参与介导损伤反应及病原菌防御性反应。此外,作物脂肪氧化酶作为影响食品风味和商品品质的关键因素,直接影响作物食品的生产加工工艺和货架寿命。然而由于不同脂肪氧化酶家族成员在脂质代谢中所起作用有所不同,使得育种家针对特定育种目标开展定向遗传改良成为可能。因此,本文对脂肪氧化酶参与的生化途径、脂质代谢主要产物的生理功能及其对作物品质性状的影响,以及作物脂肪氧化酶性状改良的育种实践、研究进展等进行了综述。     

小麦籽粒多酚氧化酶及其控制基因研究进展

小麦籽粒多酚氧化酶（polyphenol oxidase,PPO）活性是引起面制食品褐变的主要原因。目前常用测试小麦籽粒PPO活性的方法为邻苯二酚法和LDOPA法等。基因型和环境均对小麦籽粒PPO活性产生显著影响,但基因型是最为主要的决定因素。影响小麦籽粒PPO活性的基因主要位于2AL染色体上的PpoA1位点和2DL染色体上的PpoD1位点。目前,在PpoA1位点已发现7种等位变异类型,在PpoD1位点已发现4种等位变异类型,其中PpoA1b和PpoD1a类型表现出低PPO活性,而PpoA1a和PpoD1b类型则表现出高PPO活性。依据其序列特征,已经有PPO16、PPO18、PPO29和PPO33等多个籽粒PPO活性基因的功能性分子标记被开发,从而为以颜色为目标的小麦品质改良提供了有力的技术支撑。本文综述了小麦籽粒多酚氧化酶的检测方法及其遗传特征,并重点阐述了小麦籽粒多酚氧化酶的基因克隆、等位变异类型及其功能性分子标记研发情况,旨在为我国小麦品质改良及小麦籽粒多酚氧化酶活性的遗传研究提供一定的理论依据和有用信息。     

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。     

逆境胁迫下小麦脂肪氧化酶基因表达的qRT-PCR分析

为探讨小麦脂肪氧化酶基因在非生物胁迫过程中的生物学功能,采用qRT-PCR技术,首先分析了TaLox-B2和TaLox-B3基因在小麦幼叶、茎、根以及成熟籽粒中的表达情况,其次分析了这2个基因在高盐、低温、高温和干旱胁迫下叶片中的表达模式。结果表明,这2个基因在小麦根、茎、叶以及成熟籽粒中均有表达,但TaLox-B2基因主要在叶和成熟籽粒中表达,而TaLox-B3基因主要在根和叶中表达。在高盐胁迫下,这2个基因的表达趋势大体一致,类似于正态分布,在3h时达到峰值。在低温逆境下,TaLox-B2基因的表达模式无明显规律,而TaLox-B3基因在0~6h范围内呈上调表达,之后开始逐渐下降。在高温逆境下,这2个基因在0~12h范围内均呈下调表达,但二者下调的趋势明显不同。在模拟干旱胁迫下,这2个基因相对表达量均较低,表达趋势存在明显差别,但二者的表达模式则无明显规律。推测认为,TaLox-B2和TaLox-B3基因主要受盐胁迫诱导,且与PEG干旱胁迫之间没有特定的关系,此外,温度变化对TaLox-B2和TaLox-B3基因表达量的影响较为明显,但低温和高温的作用机制不同。     

小麦籽粒硬度研究进展

小麦籽粒硬度是当前小麦育种的主要目标之一,对小麦的制粉品质有重要影响,是小麦品质评价的重要指标之一。本文从小麦籽粒硬度测定方法、籽粒硬度与胚乳结构的关系、籽粒硬度对面粉品质和面制品品质的影响、籽粒硬度的遗传规律、品种与环境对籽粒硬度的影响、籽粒硬度育种改良等方面介绍了国内外相关领域的研究现状,并对未来发展提出展望,为小麦育种中籽粒硬度的改良提供参考。     

大豆脂肪氧化酶生理作用研究进展

富含蛋白质和油脂的大豆为人类食用已有悠久历史,Ａｎｄｒｅ和Ｈｏｕ（１９３２）首先发现大豆蛋白制品产生豆腥味是因聚不饱和脂肪酸的酶促反应的结果,其中关键的酶是脂肪氧化酶（Ｌｉｐｏｘｙｇｅｎａｓｅ）（ＥＣ１．１３．１１．１２）,Ｔｈｅｏｒｅｌ等（１９４７...     

水稻种胚脂肪氧化酶LOX2活性的遗传分析及基因定位

以水稻种胚脂肪氧化酶LOX2缺失突变体1297分别与LOX2活性正常的9311和日本晴杂交,构建F2群体,测定F2群体种胚LOX2活性,对其进行遗传分析和基因定位。结果表明:水稻种胚低LOX2活性是受1对单基因控制的隐性性状,LOX2基因被定位于第3染色体上SSR标记RM1022和RM7197之间,距两者的遗传距离分别为4.4和7.9 cM。水稻种胚LOX2活性与人工老化处理20 d后的老化指数呈显著正相关,LOX2活性低的种子较耐储藏。     

小麦籽粒硬度研究进展

籽粒硬度是小麦重要的品质性状之一,主要影响磨粉品质和食品加工品质。为了在生化和分子水平上进一步研究籽粒硬度,加快小麦品质改良进程,从籽粒硬度理论假说、硬度测定方法、遗传学基础、生化基础、硬度与品质的关系,以及主效基因等位变异和遗传转化等方面,介绍了国内外在籽粒硬度研究中的主要研究进展,并结合中国在相关领域的研究现状进行了评述。     

SSR标记在小麦遗传育种中的应用研究进展

SSR(simple sequence repeat)标记是建立在PCR基础上的一种新型DNA分子标记。由于SSR在普通小麦中多态性丰富,随机分布于小麦的整个基因组中,多数表现为共显性,所以它是进行小麦遗传研究的理想工具。本文就SSR标记在构建小麦遗传连锁图谱、标记和定位目的基因、鉴定和标记染色体片段、鉴定品种、遗传多样性分析和标记辅助选择等方面的研究进展进行了综述。     

小麦抗白粉病基因定位及分子标记研究进展

本文是一篇有关小麦抗白粉病研究的综述,对已报道的所有３３个小麦抗白粉病基因的染色体定位及将ＲＦＬＰ和ＲＡＰＤ分子标记技术应用于小麦白粉病研究的最新进展进行了概括总结,还对小麦抗白粉病育种中存在的可利用抗病基因资源贫乏和抗源单一化问题及小麦抗白粉病基因分示记研究中尚待解决的问题进行了探讨。     

陕西小麦品种（系）脂肪氧化酶活性基因的遗传多态性分析

为给小麦品质改良提供理论依据,利用1A染色体上QLpx.caas1-AL位点的标记Xwmc312及基于4B染色体上TaLOX-B1位点开发的显性互补功能标记LOX16和LOX18,对173份陕西小麦品种(系)进行检测,分析LOX活性基因的遗传多态性。在QLpx.caas1-AL位点,所检测的陕西小麦品种(系)存在Xwmc312-227、Xwmc312-235和Xwmc312-247三种等位变异类型。其中,Xwmc312-227类型有54个,占31.21%;Xwmc312-235类型有31个,占17.92%;Xwmc312-247类型有88个,占50.87%。在TaLOX-B1位点,所检测的品种(系)存在TaLOX-B1a和TaLOX-B1b两种等位变异。其中,TaLOX-B1a类型有39个,占22.54%;TaLOX-B1b类型有134个,占77.46%。两个位点在陕西小麦中存在6种等位变异的组合类型,其总体分布比例不同,以Xwmc312-247/TaLOX-B1b组合类型品种(系)的分布比例最高(41.0%),其次为Xwmc312-227/TaLOX-B1b(19.6%)、Xwmc312-235/TaLOX-B1b(16.8%)、Xwmc312-227/TaLOX-B1a(11.6%)和Xwmc312-247/TaLOX-B1a(9.8%),而以Xwmc312-235/TaLOX-B1a组合类型品种(系)的分布比例最低(1.2%)。6种等位变异组合类型的分布比例在陕西不同麦区也存在差异。在陕西小麦中,低LOX活性等位变异品种(系)的比例明显高于高LOX活性等位变异品种。     

20个小麦品种（系）籽粒LOX活性和类胡萝卜素含量及全麦粉色泽的研究

为给小麦粉营养品质与商品性的协同改良提供参考,以20个小麦品种(系)为试材,分析了不同角质类型的籽粒中脂肪氧化酶(LOX)活性和类胡萝卜素含量的变化,并初步探讨了LOX活性和类胡萝卜素含量的高低与全麦粉白度、黄度间的相关性。结果表明,不同品种(系)间LOX活性、类胡萝卜素含量、全麦粉白度、全麦粉黄度均存在极显著差异;LOX活性与类胡萝卜素含量呈极显著负相关,与全麦粉白度呈显著正相关,与全麦粉黄度相关性不显著;类胡萝卜素含量与全麦粉黄度呈显著正相关,与白度相关性不显著。采用欧式最长距离法对供试小麦品种(系)的LOX、类胡萝卜素以及全麦粉白度、黄度进行聚类分析,结果,LOX活性和白度较高、类胡萝卜素含量和黄度较低的周麦19和偃展4110聚为一类;LOX活性和白度较低、类胡萝卜素含量和黄度较高的烟农21、皖麦47等9个品种聚为一类;上述性状值居中的其他9个品种聚为一类。     

六倍体小麦基因克隆方法研究进展

小麦基因组庞大,重复序列多,重要功能基因的克隆存在很大困难.目前,小麦基因的克隆方法主要有同源克隆、图位克隆、差减杂交、差异显示等.利用各种方法已经克隆出许多小麦基因,并对部分基因进行了功能研究.本文综述了目前常用的小麦基因克隆方法,比较了各种方法的优缺点和应用特点,并举出了利用这些方法得到的重要基因,希望能为从事小麦基因克隆的工作者提供参考信息.     

族毛麦基因组及其在小麦改良中的应用研究进展

簇毛麦是小麦的近缘属，是小麦改良重要的基因资源。簇毛麦有益基因向小麦遗传背景的导入，主要利用小麦－簇毛麦双二倍体为桥梁亲本，通过杂交、回交等方式获得小麦异代换系、异附加系、异易位系；并且利用形态标记、细胞学标记、生化标记及分子标记对小麦遗传背景下的染色体组、染色体、染色体臂及片段进行鉴定。本文对这些方面的研究进展进行了综述，对族毛麦可利用基因进行了展望。     

小麦品质特性的分类及相对重要性分析

为了进一步提高小麦品质育种中品质选择指标的有效性和简便性,以品质特性各并的35个小麦品种为材料,对15个小麦品质特性进行了分类及相对重要性分析。结果表明,在15个品质特性的105个线性相关系数中,达到极显著水平和显著水平的分别为88个和6个,说明绝大多数品质特性之间存在着程度不等的线性相关。采用因子分析方法将15个品质特性分为4类：①蛋白质及面筋数量类,包括蛋白质含量、湿面筋含量和干面筋含量;②面筋质量特性和面包特性类,包括面筋指数、形成时间、稳定时间、和面时间、8min尾高、8min尾宽、面包体积、面包纹理和面包评分;③耐揉指数和弱化度;④衰落值。对面包烘焙特性的逐步回归表明．干面筋含量、面筋指数、形成时间和耐揉指数为小麦品质特性的重要选择性状。35个品种的聚类分析结果支持了本研究关于小麦品质特性相对重要性的分析结论。     

小麦与抗旱性有关的根系遗传改良研究进展

在全球许多地区,干旱胁迫已经成为限制小麦生产的主要因素。小麦根系性状的遗传改良(包括根系构型、根系数量、根系质量和根系解剖结构等)有利于同步提高作物的抗旱性和产量。本文对国内外与小麦抗旱性有关的根系遗传改良研究进行了综述,以期为小麦节水抗旱高产栽培和抗旱品种的选育提供参考。     

小麦高分子量麦谷蛋白基因沉默研究进展

高分子量麦谷蛋白是小麦种子贮藏蛋白的重要组成部分,其数量和质量对小麦面筋含量及面粉烘烤品质有直接影响.因此,小麦高分子量麦谷蛋白基因的表达与沉默备受关注.本文主要介绍了高分子量麦谷蛋白基因沉默材料的发现及其沉默机理的研究现状,认为小麦高分子量麦谷蛋白基因沉默包括两种情况即在一个基因座位上所有编码基因均不表达和只有一个编码基因不表达.第一种情况可能是染色体部分缺失的结果,有时也被认为是由于调控元件发生了突变;而基因突变即DNA调控序列和/或编码区的微小缺失及其他变化则可能是第二种情况发生的机制.本文还简要介绍了离子束生物技术、转基因技术、化学诱变、组织培养等可以用于创制基因沉默材料的技术.     

小麦籽粒戊聚糖含量及相关遗传特性分析

2001～2002年选用18个小麦品种为试验材料,测定了其籽粒总戊聚糖含量和水溶性戊聚糖含量,探讨了戊聚糖含量的遗传特性及与穗部性状的相关性,以期为专用小麦的选育提供理论依据。研究结果表明,同一生态环境条件下,不同小麦品种间的籽粒总戊聚糖含量、水溶性戊聚糖含量均存在极显著差异;总戊聚糖含量和水溶性戊聚糖含量具有较高的遗传力,水溶性戊聚糖含量遗传进度较大;结实小穗数与总戊聚糖含量呈显著正相关,单位面积穗数与水溶性戊聚糖含量呈极显著正相关,穗粒数、穗粒重与水溶性戊聚糖含量呈极显著负相关。