扬麦系列品种品质性状相关基因的分子检测

【目的】明确扬麦系列品种品质基因分布,为遗传育种和生产上应用扬麦品种提供参考。【方法】以21份扬麦系列品种的单系纯种为材料。采用SKCS-4100型单粒谷物特性测定仪测定籽粒硬度。采用功能性标记和聚丙烯酰胺凝胶电泳分离技术对硬度、低分子量谷蛋白亚基（LMW-GS）、编码直链淀粉合成关键酶的Wx、多酚氧化酶（PPO）、黄色素含量（PSY）和穗发芽抗性（Vp1）基因进行鉴定,利用SDS-PAGE蛋白质电泳技术对高分子量谷蛋白亚基（HMW-GS）和Wx蛋白亚基进行鉴定分析。【结果】籽粒硬度分析表明21份扬麦系列品种材料中,软麦有16份,频率为76.19%,而硬麦和混合麦仅为19.05%和4.76%。分子检测表明硬麦和混合麦材料中有4份为pinb-D1b硬度基因突变,频率为供试材料的19.05%,其硬度指数均在60左右;16份软麦材料中未发现pinb-D1b硬度基因突变。HMW-GS分布情况为:Glu-A1位点1和Null频率分别为38.10%和61.90%,Glu-B1位点7+8和7+9频率分别为57.14%和42.86%,Glu-D1位点2+12和5+10频率分别为85.71%和14.29%。LMW-GS以“Glu-A3c,Glu-B3g”基因型为主,Glu-A3位点Glu-A3c和Glu-A3d基因型频率分别为90.48%和9.52%,Glu-B3位点Glu-B3g和Glu-B3i基因型频率分别为95.24%和4.76%。Wx分子检测表明仅扬麦13为Wx-B1b突变型;Wx蛋白电泳分析表明仅扬麦13和扬麦5号Wx-B1位点蛋白亚基缺失。2AL位点上高PPO活性基因型Ppo-A1a和低PPO活性基因型Ppo-A1b的频率分别为52.38%和42.86%,2DL位点低PPO活性基因型Ppo-D1频率为90.48%。高和低黄色素含量标记基因Psy-A1a和Psy-A1b,频率分别为19.05%和80.95%。穗发芽抗性基因功能标记Vp1B3扩增出抗穗发芽Vp1Bc和感穗发芽Vp1Ba两种基因型,频率分别为90.48%和9.52%。【结论】扬麦系列品种多数为弱筋小麦,这与其pinb-D1位点为pinb-D1a、Glu-A1和Glu-D1位点多为Null和2+12、Glu-A3多为c有关,可用作弱筋小麦育种的亲本;扬麦158和扬麦16等品种中筋品质优良,可能主要与其pinb-D1位点发生变异有关,在中筋品质改良中应加强pinb-D1位点变异的选择;扬麦1号、扬麦4号、扬麦5号、扬麦9号、扬麦18、扬麦19和扬麦22携有低PPO活性和低黄色素含量基因,可用作改良面粉白度和色泽的亲本;扬麦2号、扬麦4号和扬麦5号Glu-D1位点为“5+10”亚基,扬麦13和扬麦5号Wx-B1蛋白缺失,为扬麦系列品种中少有的优质性状,可用于改良中筋小麦的蛋白质和淀粉品质。     

镇麦品种相关品质性状基因的分子标记检测分析

为了阐明镇麦品种相关品质基因分布特点,以11份镇麦品种为试验材料,分别利用单粒谷物特性测定系统测定籽粒硬度指数,采用分子标记和琼脂糖凝胶电泳分离技术检测籽粒硬度基因、高/低分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS、LMW-GS)、Wx基因以及面粉色泽相关基因等分布特点,并结合十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)技术明确镇麦材料的HMW-GS类型。结果表明,硬度指数大于60的镇麦品种有9份,均可检测到硬度基因突变。HMW-GS分布特点为：镇麦168等8份材料的组合均为1/7+9/5+10,镇麦11号为1/7+8/2+12,镇麦17和镇麦19为Null/7+8/2+12。LMW-GS有Glu-A3c、Glu-A3d、Glu-B3b、Glu-B3f和Glu-B3g 5种基因型,其中镇麦168、镇麦13和镇麦17为Glu-A3c/Glu-B3g,镇麦11号为Glu-A3d/Glu-B3g,镇麦19为Glu-A3c/Glu-B3b,其余6份镇麦品种均为Glu-A3c/Glu-B3f。Wx基因的检测结果表明,镇麦品种中未检测到Wx基因突变,均为野生型。面粉色泽及相关基因检测结果为：镇麦材...     

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、TaLor-B2和TaLox-B...     

新疆部分小麦材料淀粉品质基因等位变异的分子鉴定及其分布

【目的】研究小麦淀粉品质基因Wx-A1、Wx-B1、Wx-D1基因的等位变异组成与分布。比较新疆当地小麦材料与外引小麦材料淀粉品质之间的差别,为选育和改良小麦品质奠定基础。【方法】利用MAG264、BDFL/BRD、MAG269分子标记,对新疆小麦材料中淀粉品质基因Wx-A1、Wx-B1、Wx-D1的分布情况进行分子标记鉴定。【结果】在鉴定169份材料中,在冬麦材料中Wx-A1a、Wx-B1a类型为18.67%,Wx-D1a类型为10.67%;在春麦材料中的Wx-A1b类型占30.85%,Wx-B1b类型占41.49%;国外品种、其他国内品种、新疆当地品种等材料中,含有Wx-A1a基因的比例分别为74.49%、84.78%、56%,含有Wx-A1b基因的比例分别为25.51%、15.22%、44%;含有Wx-B1a基因的比例为63.27%、82.61%、64%;含有Wx-B1b基因的比例为36.73%、17.39%、36%,国外品种和新疆当地品种的全部携带Wx-D1a基因,其他国内品种含Wx-D1a基因为82.61%;携带Wx-D1b突变类型中,其他国内品种为17.39%,国外品种和新疆当地品种无材料携带此基因。【结论】94份春小麦的缺失Wx-A1、Wx-B1亚基突变频率远远高于冬小麦,新疆品种材料中未检测出Wx-D1b基因类型。春麦材料Wx-A1a、Wx-B1a基因的比例同为18.67%,Wx-D1a基因的比例为10.67%。同时缺失Wx-A1、Wx-B1基因类型的品种有14份,其中4份为新疆品种,10份为国外品种。同时缺失Wx-B1、Wx-D1基因类型的有3份,都是国内品种。     

中国小麦品种黄色素含量基因等位变异分子检测及其分布规律研究

【目的】八氢番茄红素合成酶（phytoene synthase,Psy）基因是影响小麦黄色素含量的关键基因,利用分子标记检测中国冬小麦品种（系）Psy-A1基因的等位变异及其与黄色素含量的关系,进一步验证Psy-A1基因分子标记的有效性。【方法】利用7A染色体上Psy-A1基因的分子标记YP7A检测该基因在中国217份冬小麦品种（系）中的等位变异,分析不同等位变异与黄色素含量的相关性及变化趋势。【结果】Psy-A1基因标记YP7A为共显性标记,在高、低黄色素含量的小麦材料中分别扩增出194 bp和231 bp片段,相应的等位基因为Psy-A1a和Psy-A1b（GenBank编号分别为EF600063和EF600064）。在217份冬小麦品种（系）中,含有等位基因Psy-A1a和Psy-A1b的品种(系)分别占62.2%和37.8%,二者黄色素含量平均值差异达到极显著水平（P＜0.01）。其中,北方冬麦区、黄淮冬麦区、长江中下游冬麦区及西南冬麦区Psy-A1a等位基因的分布频率分别为75.0%、72.0%、25.9%和33.3%。【结论】分子标记YP7A可以作为小麦品种黄色素含量选择的辅助工具。     

连麦系列及部分澳麦品质性状相关基因的分子检测

小麦品质性状是由多个位点控制的数量性状。为明确连云港市农业科学院选育的112份新品系及引进的16份澳大利亚种质资源品质基因分布情况,利用主要HMW-GS(Bx7、By8、By9和Dx5)、抗穗发芽(Vp1B3)、黄色素质量YP7A及1B/1R的特异性标记进行分子检测。结果显示,共检测到56种品质基因组合类型,供试材料基因组合丰富多样。连麦A1731检测到含有6个优异品质基因及非1B/1R易位系;检测到含有Dx5及多个HMW-GS基因且非1B/1R易位系材料29份;利用分子标记检测技术手段可助力连云港市农业科学院优质小麦新品种选育及种质资源筛选,从而提高连云港市农业科学院小麦品质育种新步伐。     

棉花纤维品质相关性状基因定位及分子标记辅助选择研究进展

纤维品质是棉花育种改良的重要目标性状,是提高原棉竞争力的关键。由于纤维品质是数量性状,易受到环境的调控,靠传统选择异常复杂。利用分子标记可以从DNA水平上关联优异纤维基因,达到选择的目的,随着基因组学的发展,可供使用的分子标记越来越多,充分利用这些标记来实现棉花纤维品质的分子辅助选择成为了育种中迫切的需求。综述了国内外对棉花纤维品质的相关研究成果,为纤维品质的分子选择提供参考。     

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。     

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%。     

新疆主要小麦品种(系)中抗条锈病基因的分子检测

【目的】选用抗条锈病基因Yr10和1BL/1RS易位的分子标记,明确抗条锈病基因Yr10和1BL/1RS易位在新疆小麦品种(系)中的分布,为新疆小麦抗条锈病品种的合理布局及抗性材料的选育提供理论依据。【方法】利用Yr10及1BL/1RS易位的分子标记,检测其在新疆麦区46份小麦材料中的分布。【结果】在46份供试材料中,新冬17号检测到Yr10基因的存在;新冬24号、新冬46号、MJ307、HMJ555、1112、新紫1号、983-S、新麦211和新麦23检测到1BL/1RS易位,占全部材料的19.57%。【结论】对当前小麦条锈病流行小种条中32号具有较好抗性的Yr10基因,在新疆麦区小麦主栽品种(系)中分布率很低,可能含有Yr10基因的新冬17号在选育抗病材料中具有一定价值,育种中应加强基因Yr10的利用;在选育新品种时需减少1BL/1RS易位的分布频率。     

新疆小麦籽粒过氧化物酶(POD)活性检测及其基因等位变异检测

【目的】 研究新疆小麦品种(系)过氧化物酶活性高低并分析相关基因变异类型和分布,为新疆小麦育种和品质的遗传改良奠定基础。【方法】 分别利用TaPod-A1和TaPod-D1基因位点的显性互补功能标记TaPod-3A1/TaPod-3A2和TaPod-7D1/TaPod-7D6对113份新疆小麦品种(系)进行分子标记检测,结合新疆小麦材料POD活性的测定结果,分析POD活性相关基因不同等位变异对小麦籽粒POD活性的影响,验证TaPod-A1和TaPod-D1基因位点功能标记有效性的同时,对新疆小麦材料POD相关基因的等位变异分布频率进行分析。【结果】 新疆小麦品种(系)中,在TaPod-A1位点,具有TaPod-A1b基因型的小麦品种(系)POD活性(2 595.3 U/(g·min))极显著(P<0.01)高于具有TaPod-A1a基因型的材料(2 346.0 U/(g·min)),2种基因型的分布频率分别为36.3%和63.7%;在TaPod-D1位点,具有TaPod-D1b基因型的小麦品种(系)POD活性(2 503.9 U/(g·min))显著(P<0.05)高于具有TaPod-D1a基因型的材料(2 376.9 U/(g·min)),2种基因型的分布频率分别为46.9%和53.1%。在113份新疆小麦材料中,共检测到TaPod-A1a/TaPod-D1a、TaPod-A1a/TaPod-D1b、TaPod-A1b/TaPod-D1a和TaPod-A1b/TaPod-D1b 4种变异组合类型,在新疆小麦中的分布频率分别为31.9%、31.9%、21.2%和15.0%。TaPod-A1b/TaPod-D1b(2 706.2 U/(g·min))类型的POD活性显著(P<0.05)高于TaPod-A1a/TaPod-D1a(2 283.6 U/(g·min))。【结论】 新疆小麦品种(系)以TaPod-A1a(低POD活性)和TaPod-D1a(低POD活性)等位变异类型为主;TaPod-A1和TaPod-D1的功能标记均能较好的区分小麦籽粒POD活性的高低,将2个位点特异性标记结合起来使用,有效地筛选出高POD活性的材料,提高新疆小麦品种(系)优异等位变异的频率,促进新疆小麦品质的遗传改良。     

部分新疆小麦材料多酚氧化酶活性基因分布规律研究

[目的]了解新疆小麦材料多酚氧化酶(PPO)活性基因的等位变异组成和分布以及与PPO活性的关系,为小麦PPO活性的分子标记辅助选择奠定基础.[方法]利用PPO基因的功能标记PPO18、PPO29和PPO16对445份新疆冬春小麦材料进行2A和2D染色体上PPO等位基因Ppo -A1a、Ppo - A1b、Ppo - D1a和Ppo - D1b的检测,分析不同等位变异与PPO活性的相关性及变化趋势.[结果]PPO18在等位基因Ppo-A1a(高PPO)和Ppo - A1b(低PPO)中的分布频率为73.03;和26.97;,PPO16和PPO29在等位基因Ppo-D1a(低PPO)和Ppo - D1b(高PPO)中的分布频率76.63;和23.37;.Ppo -A1a与Ppo -A1b基因型的PPO活性平均值差异达极显著水平(P＜0.01).而Ppo- D1a与Ppo - D1b两者基因型的平均PPO活性差异不显著(P0.05);两个PPO基因的等位基因组合类型分布频率为:Ppo -A1a/Ppo - D1a(54.38;)、Ppo - A1a/Ppo-D1b( 18.65;)、Ppo -A1b/Ppo - D1a(22.25;)和Ppo -A1b/Ppo -D1b(4.72;);同时冬春小麦材料间PPO活性基因分布存在明显差异,总体来看,新疆小麦材料中高PPO活性的等位变异类型所占比例较高.[结论]PPO18、PPO16和PPO29标记可以作为小麦材料PPO活性鉴定有效工具.可直接利用此标记进行标记辅助选择.     

生态因子对新疆北部不同春小麦品质类型的影响

[目的]确定优质小麦的最佳种植区域.[方法]选用8个有代表性的强筋、中强筋和中弱筋小麦品种在新疆博乐地区3个不同海拔区(531～1 050 m)种植,研究小麦品质性状在不同环境下的变化特点.[结果]三种筋力小麦品质受生态因子的影响程度不同,强筋类型的品种面团流变学特性变异大于中强筋和中弱筋小麦品种,地区间的小麦品质性状差异达到显著水平,各品质性状均以海拔较低的博乐点表现较高.对品质性状与生态因子进行典型相关分析表明,地理因子海拔高度与品质性状呈负相关.抽穗至成熟期的平均温度、平均最高温度与品质性状均呈正相关,而与平均最低温度呈负相关.日照时数与降雨量对该地区小麦品质的影响不明显.[结论]影响新疆博乐地区小麦品质的主要生态因子是海拔高度与抽穗至成熟期时的温度.初步认定以博乐点种植强筋小麦其品质最佳.     

新疆春小麦品种品质性状演替规律的研究

50年代至今新疆春小麦品种经历了多次更替。实验对新疆50年代至今具有时期代表性的46个春小麦品种的品质性状进行了调查分析和比较。发现春小麦品种籽粒蛋白质性状更替中干、湿面筋含量增幅最大;其次是Zeleny沉降值和籽粒蛋白质含量;籽粒硬度则有下降趋势。小麦籽粒蛋白质含量和干、湿面筋含量随品种更替表现出协同增长的变化趋势。随着品种更替,各时期推广品种淀粉性状也发生了一定的变化。直链淀粉的含量50年来降低显著,下降了14%。面粉膨胀势的变化趋势与直链淀粉含量的变化正好相反,表现为随品种更替呈逐渐上升趋势。高峰黏度和最终黏度也呈现增加的趋势。但小麦总淀粉含量、崩解值和面粉糊化温度在不同时期推广品种间没有明显差异。进一步对影响品质性状的HMW-GS和Wx蛋白亚基的变化趋势研究发现,1、17+18和5+10亚基所占比例随品种更替呈明显上升的趋势。而与优质面条品质密切相关的Wx-B1亚基缺失的突变类型的比率在60年代后至70年代中和90年代后两个时期为最高。     

新疆春小麦品种Pins基因等位变异及其对新疆拉面加工品质的影响

【目的】检测新疆春小麦品种Pins等位变异分布规律,分析不同Pins基因型春小麦品种籽粒硬度的差异,探讨Pins对春小麦品种主要品质性状和新疆拉面加工品质的影响,明确籽粒硬度影响新疆拉面加工品质的分子遗传基础及机理。【方法】以386份新疆春小麦品种资源为材料,用分子标记检测籽粒硬度Pins,测定品质性状(籽粒性状、磨粉品质、面粉品质、面团特性、淀粉糊化特性等),制作新疆拉面并进行评鉴。【结果】Pins等位变异分布规律:在新疆春小麦品种资源中,Pina有2种等位变异,分别为Pina-D1a(占比86.79%)、Pina-D1b(13.21%);Pinb有3种等位变异,分别为Pinb-D1a(64.77%)、Pinb-D1b(32.12%)和Pinb-D1p(3.11%);Pina/Pinb有6种基因型组合,分别为Pina-D1a/Pinb-D1a(58.81%)、Pina-D1a/Pinb-D1b(25.39%)、Pina-D1a/Pinb-D1p(2.59%)、Pina-D1b/Pinb-D1a(5.96%)、Pina-D1b/Pinb-D1b(6.74%)和Pina-D1b/Pinb...     

北疆春小麦品质区划的研究探索

选用3个新疆春小麦主栽品种,在北疆3个代表地区种植,采用多元统计方法对其品质状况做出分析.认为石河子地区小麦筋力最强,应属于强筋小麦区;塔城、哈密地区小麦品质接近,应属于中筋小麦区.     

生物技术在小麦品质改良上的应用

小麦是世界上最主要的粮食作物之一。品质改良是小麦育种的重要目标。概述了体细胞无性系变异、转基因、分子标记与分子标记辅助选择在小麦品质改良上的研究进展,并对存在问题和发展方向进行了讨论。     

新疆冬小麦地方品种高分子量谷蛋白亚基等位变异及其品质分析

[目的]对新疆小麦地方品种高分子量麦谷蛋白亚基( HMW - GS)等位变异及其小麦品质的关系进行研究,为新疆小麦品质改良提供参考依据.[方法]选用新疆冬小麦地方品种68份,在已分析HMW - GS组成的基础上,对其理化特性和面团流变学特性进行检测.[结果]新疆冬小麦地方品种资源的HMW - GS等位变异对蛋白质含量、湿面筋含量、干面筋含量、面筋指数、面团韧性和形成时间等品质性状影响较小,没有显著差异(P＞0.05);对面团延伸性、变形功、配置比、弹性指数、稳定时间和弱化度等加工品质性状均有显著影响(P＜0.05).就单个亚基而言,在Glu - Al位点,亚基≥2*亚基;在Glu - Bl位点,7+8亚基＞6+8亚基≥22亚基;在Glu - Dl位点,5+10亚基≥2.6+12亚基＞2+12亚基.亚基组合/7+ 8/2.6+ 12具有较好的加工品质性状.[结论]新疆冬小麦地方品种HMW - GS等位变异及其品质效应能为新疆小麦品质改良提供依据.