用Glu-B3、Gli-B1和SEC-1b复合引物PCR检测普通小麦1BL/1RS易位系

 利用低分子量 (LMW )麦谷蛋白Glu B3的STS PCR标记、醇溶蛋白Gli B1的SSR标记和黑麦碱SEC 1b的STS PCR标记的复合PCR ,对 10个普通小麦品种、中优 950 7/CA963 2的 91个DH系和 2 8个F2 个体植株 ,进行了1BL/1RS易位系的检测。结果表明 ,中优 950 7/CA963 2的 3 9个DH系和CA963 2、晋麦 45、兰考 2 4、烟农 18、京冬 8等5个品种缺失 2个小麦贮藏蛋白位点的PCR产物 ,而拥有黑麦碱的PCR产物。利用PAGE和ELISA方法 ,对上述品种 (系 )进行了黑麦碱 (secalin)蛋白的检测 ,发现这些品种 (系 )均包含secalin ,与分子标记的检测结果吻合 ,是 1BL/1RS易位系。对 2 8个F2 单株的检测表明 ,该复合标记可以检测出早代 1BL/1RS的纯合和杂合植株     

小麦-黑麦1BL/1RS易位系在小麦育种中的应用及改良

小麦—黑麦1BL/1RS易位系因抗病、高产在小麦育种和生产中广泛应用,但在一定程度上也对小麦加工品质有着负面影响。文中综述了1BL/1RS易位系小麦的来源及在我国的利用状况,并提出了造成负效应的可能原因及其进行改良的可能方法,进而展望了1BL/1RS易位系在我国小麦育种中的研究前景。     

小麦1BL/1RS易位系的检测

1BL/1RS小麦-黑麦易位对小麦的面包烘烤品质有很强的负面影响,快速准确地鉴定1BL/1RS易位对小麦的品质育种有重要意义。本文通过黑麦碱蛋白的SDS-PAGE电泳,分析比较了4个1BL/1RS小麦-黑麦易位相关基因的分子标记的特异性。结果表明,在供试的51份材料中,低分子量麦谷蛋白Glu-B3基因和黑麦碱蛋白Sec基因特异标记的PCR检测结果与蛋白电泳结果一致。同时也验证了一个多重PCR分子标记(Glu-B3引物和Sec-P1,P2引物复合)的可靠性。该共显性多重PCR分子标记不但能鉴定出1BL/1RS易位系,而且能鉴定出该位点的杂合情况,是适用于优质强筋小麦标记辅助选择的理想标记。     

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%。     

甘肃小麦种质资源1BL/1RS易位系和HMW-GS分子检测及品质性状分析

小麦1BL/1RS易位系和高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)是影响小麦加工品质的重要因素。为了明确甘肃小麦品种资源中1BL/1RS易位系的分布和HMW-GS组成情况,本研究采用多重PCR体系对552份小麦引进品种、育成品种和高代品系进行分子检测,分析了1BL/1RS和非1BL/1RS易位品种的容重、蛋白质、湿面筋、赖氨酸含量、SDS沉淀值等品质参数。结果表明:供试材料中检出1BL/1RS易位系202份,占总数的36.6%,冬小麦育成品种中易位系的分布频率(51.8%)显著高于引进品种(41.0%)和春小麦(31.1%)。Glu-1位点优质亚基Ax1/Ax2*、Dx5、Bx14和Bx7OE的分布比例依次是66.2%、52.5%、13.5%、1.0%,聚合多个优质亚基基因(位点)的品种频率较低。1BL/1RS易位和非1BL/1RS易位品种的容重和沉淀值参数差异达到显著水平(P0.05)。在遗传背景相似的情况下,Glu-B3位点的正常表达及Dx5优质亚基对1BL/1RS易位导致的品质变差有补偿作用。本研究结果对提高甘肃小麦品质改良效率具有科学指导意义和参考价值。     

小麦-黑麦1BL/1RS易位系99/2439中蛋白激酶基因的克隆

[目的]克隆和分析小麦受体蛋白激酶基因片段。[方法]对经白粉菌诱导24 h的小麦-黑麦1BL/1RS易位系99/2439叶片中cDNA进行5′-RACE,获得小麦受体蛋白激酶基因的部分片段,并分析其蛋白质序列同源性。[结果]通过RACE获得了长度为1 708bp的小麦受体蛋白激酶基因片段。该片段的氨基酸序列(S1125)与基因Lrk19在641个氨基酸跨度内有86%相同,91%相似。S1125与小麦抗锈病基因Lrk10在636个氨基酸跨度内有84%相同,88%相似。S1125可能为丝氨酸-苏氨酸激酶。[结论]所克隆的小麦蛋白激酶基因片段与Lrk19基因和小麦抗锈病基因Lrk10具有较高的同源性。     

甘肃省小麦品种(系)HMW-GS和1BL/1RS易位系测定及其对品质的影响

【目的】为甘肃省小麦品质育种改良及食品加工提供理论依据和实践指导.【方法】本研究应用SDS-PAGE及1BL/1RS易位系特异引物,测定了小麦亲本材料的HMW-GS组成、1BL/1RS易位系和品质状况.【结果】HMW-GS的Glu-A1位点有3种变异,Glu-B1位点7种,Glu-D1位点6种,优质亚基5+10的频率较低,仅占17.46%;共出现17种HMW-GS组合形式,N/7+8/2+12组合的频率最高;Glu-1总评分与沉淀值、面团稳定时间、面团形成时间、面筋指数等性状呈极显著正相关;26个小麦材料被鉴定为1BL/1RS易位系,占供试材料的41.27%;1BL/1RS易位系可显著降低与面筋质量有关的品质性状,使沉淀值、面筋指数、面团形成时间、面团稳定时间等品质指标显著降低,而对反映蛋白质数量的相关性状影响较小,蛋白质含量、湿面筋含量等指标在1BL/1RS易位系和非1BL/1RS易位系间无明显差异.【结论】甘肃小麦品种中优质HMW-GS亚基所占比例低,且1BL/1RS易位系所占比例较高,在小麦品质育种改良工作中需要继续引进优良材料作为亲本.     

RFLP标记揭示的1RS/1BL易位系对小麦农艺性状的影响

以含1RS／1BL易位染色体的多小穗小麦新种质10-A和普通小穗小麦品系88-1463,及其与非1RS／1BL易位系小麦川育12构成的重组系为供试材料,选用4个RFLP标记和1个醇溶蛋白标记Gld1B3分析了1RS／1BL易位系对小麦农艺性状的影响。结果表明,1RS／1BL易位系的每穗小穗数目和株高均显著或极显著地高于非易位系,其千粒重略高于非易位系(p＜0.1),而每小穗结实粒数却显著低于非易位系。抽穗期、穗粒数和穗粒重几个性状间差异不显著。1RS／1BL易位染色体在增加每穗小穗数目的同时还具有降低每小穗结实粒数的作用,这可能是导致易位系和非易位系间穗粒数差异不显著的直接原因。     

1BL.1RS易位系对小麦籽粒性状的遗传效应分析

【目的】研究1BL.1RS易位对小麦籽粒特征的影响及其遗传效应,为小麦籽粒性状的遗传改良提供理论依据。【方法】以豫麦49/周麦16杂交后代的176个F5重组自交系为材料,于2008-2010年连续2年对籽粒性状进行分析,并结合SSR和STS标记对1BL.1RS染色体进行籽粒性状的QTL检测。【结果】小麦籽粒性状中粒长和密度因子主要受基因型影响,千粒质量、粒宽、周长、面积及形态因子等性状受基因型和环境及其互作的影响较大,1BL.1RS易位能显著提高千粒质量、粒长、粒宽、周长和面积,但对形态因子和密度因子影响不显著。千粒质量与粒长、粒宽和密度因子均呈极显著偏正相关;而粒长和粒宽呈极显著偏负相关。位于1BL.1RS染色体短臂上的HVM20-AF1/AF4标记区间携带有控制千粒质量、粒宽和面积的QTL,可解释17.2%～21.0%的表型变异;AF1/AF4-Xg-wm582标记区间存在有控制粒长和周长的QTL,分别解释21.5%和14.9%的表型变异;与Nor-4紧密连锁的形态因子QTL可解释12.2%的表型变异,受环境影响较大。【结论】1RS携带有提高千粒质量、粒长、粒宽、周长、面积及形态因子的QTL,通过分子标记跟踪选择1BL.1RS易位系可有效改良小麦籽粒性状,进而提高千粒质量和产量。     

小麦-黑麦1BL.1RS易位系中1BL染色体臂的变异

【目的】研究小麦-黑麦1BL.1RS易位系中1BL染色体臂的变异,为1BL.1RS在小麦育种中的进一步应用提供依据。【方法】利用GISH和FISH技术从小麦品种绵阳11(MY11)和白粒黑麦远缘杂交的后代中筛选1R(1B)代换系G1和1BL.1RS易位系G2。选用小麦染色体1B上的40对引物对亲本MY11、白粒黑麦、G1、G2以及普通小麦中国春(CS)进行SSR分析。【结果】6对引物在MY11、CS及G2中扩增出1BL的条带,在G1和白粒黑麦中未扩增出条带,其中3对引物(Xgwm259、Xbarc188,Xgwm268)在亲本MY11及后代1BL.1RS易位系(G2)中扩增出差异性的1BL条带,说明在小麦-黑麦远缘杂交产生的易位系后代中,1BL染色体臂发生变异。有13对引物在MY11、白粒黑麦和G1、G2中扩增出差异性条带,说明在小麦-黑麦远缘杂交后代中小麦微卫星发生了一定的变化;引物Xbarc8能扩增出白粒黑麦染色体1RS的特异条带,且该条带稳定出现,可以作为白粒黑麦1RS染色体识别和鉴定的分子标记。【结论】小麦-黑麦1BL.1RS易位系中1BL染色体臂发生变异,Xbarc8是鉴定白粒黑麦1RS染色体臂的新的分子标记。     

小麦细胞质雄性不育系的分子细胞遗传学检测

利用 C-分带和 APAGE技术 ,对不同核型的具有粘果、易变、偏凸和二角山羊草细胞质的小麦雄性不育系进行了分子细胞遗传学标记检测。 APAGE分析发现 ,新不育系 5 - 1A和 7- 2 1A与 1BL/ 1RS易位型不育系77(2 )、82 2 2、偃师 9号、83(37) 6 5、80 (6 )同样均含有 1RS醇溶蛋白标记位点 Gld1B3。同时根尖染色体 C-分带显示5 - 1A和 7- 2 1A也含有 1RS端带。证明了 Gld1B3位点和 1RS端带可作为 1BL/ 1RS易位型不育系分子细胞遗传学标记。     

黄淮麦区126个小麦品种（系）抗条锈病基因的分子检测

【目的】鉴定黄淮麦区近年小麦主栽品种和后备品种对当前条锈菌流行小种的抗性水平;了解抗条锈病基因在该区小麦品种中分布状况,为小麦安全生产与品种合理布局提供依据。【方法】以中国小麦条锈菌当前流行小种条中32（CYR32）和水源致病类型14对黄淮麦区126个小麦品种（系）进行苗期抗性鉴定;分别用Yr9（1B/1R）、Yr5、Yr10、Yr15和Yr26基因有效的分子标记检测其在参试品种（系）中的分布状况。【结果】在126个供试材料中,对CY32和水源致病类型14均表现免疫或近免疫的品种（系）只有11个,占8.73%;携带Yr9基因的小麦－黑麦1B/1R 易位系的频率仍高达41.6%;分子检测表明,14份抗CY32的小麦品种（系）中,6份可能含有Yr5基因,4份可能含有Yr10基因,4份可能含有Yr15基因,3份可能含有Yr26基因;周麦17、0020-332和N19等3份材料未检测到上述Yr基因（分子标记）的存在,其对CYR32的抗性可能是受其它未知基因控制。【结论】黄淮麦区小麦品种（系）,特别是主栽品种对当前条锈菌流行小种的抗性水平较低,对新小种具有良好抗性的Yr5、Yr10、Yr15和Yr26基因在小麦品种（系）中的分布频率很低,亟待将这些抗条锈病基因转育至小麦品种中。     

几种鉴定小麦背景中1BL/1RS易位染色体的分子标记方法比较研究

对 5种鉴定小麦背景中 1BL/ 1RS易位染色体的生化和分子标记方法 ,包括酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳 (A PAGE)、荧光原位杂交 (FISH)、RFLP、RAPD和特异性PCR标记 ,进行比较研究。结果表明 ,RAPD标记难以鉴定1BL/ 1RS易位染色体 ,其余均能对 1BL/ 1RS易位染色体进行有效鉴定。FISH和RFLP方法比较费时费力且花费昂贵 ,而特异性PCR标记又在一定程度上受模板DNA浓度的影响。据此认为 ,APAGE方法是一种简单、快速、经济有效的方法 ,最易于在小麦育种选择中应用     

黄淮南片麦区区试小麦品种(系)的遗传多样性及Pm21和1BL/1RS分子检测

为了解当前黄淮麦区区试品种(系)的遗传特征,利用分布于小麦基因组的96对SSR标记分析2016年参加黄淮南片麦区品种试验的78个小麦品种(系)的遗传多样性,同时,对Pm21基因和1BL/1RS易位系进行分子检测。结果表明,96对SSR引物中有80对(83.3%)在所有材料表现多态,共检测到307个等位变异,变幅为1~8,平均每个引物扩增3.84个等位变异;位点多态性信息含量(PIC)变幅为0.10~0.83,平均0.62;供试材料的遗传距离变幅为0.14~0.16,平均0.58。78个材料均不含有Pm21基因,69个(88.5%)材料属于1BL/1RS易位系。     

1BL/1RS小麦的分子和细胞学鉴定及黏类CMS育性恢复区域分布的分析

【目的】揭示黏类小麦细胞质雄性不育系育性恢复基因的区域分布及恢复材料的1BL/1RS情况,为黏类细胞质雄性不育系优良恢复源筛选提供理论依据,以推动黏类小麦雄性不育"三系"强优势组合的选配能不断得到新的材料保障。【方法】以8个黏类不育系和国内外一批小麦品种(系)为试材,结合分子和细胞学技术,进行1BL/1RS易位系鉴定,并利用中国国内法对其育性恢复程度进行分类。【结果】在参试的256份材料中,初步鉴定约20%的小麦品种(系)属于1BL/1RS易位系;育性表现半不育、高可育和全可育的品种(系)分别有86.15%、91.67%和100%为非1BL/1RS易位系,表现全不育和高不育的品种(系)中均有40%左右属于1BL/1RS易位系;恢复能力在50%以上的品种(系)在中国春麦区、长江中下游冬麦区、西南冬麦区和华南冬麦区的比例依次为60%、65.85%、68.42%和71.43%。【结论】黏类不育系优良恢复源大都为非1BL/1RS易位系,主要集中在中国春麦区和南方冬麦区。