节节麦及人工合成多倍体中Glu—D1位点高分子量谷蛋白亚基组成及表达研究

为了了解节节麦及人工合成多倍体的Glu—D1位点高分子量谷蛋白亚基组成及表达情况，采用十二烷基磺酸钠-聚丙烯跣胺凝胶电泳(SDS-PAGE)，分析了4份节节麦及其在此基础上形成的人工合成多倍体高分子量走谷蛋白亚基(high—molecular-weight glutenin subunit,HMW-GS)的组成。研究结果表明，4份节节走AS60-1、AS60-2、AS77和AS2383在Glu—D1位点上出现了4种不同的亚基类型，分别为2 10、5 12、5 10和2．1 10；2份节节走人工加倍形成四倍体AS2390、AS2410的HMW—GS分别为2．1 10和5 10；3份节节麦-圆锥麦人工合成双二倍体RSP、SHW—L1及SHW—L2的HWM—GS分别为2^*、17 18、5 10；2^*、17 18、2 10和2 10。谷蛋白王基呈现了共显性遗传，表明节节麦高分子量谷蛋白基因能在人工多倍体情况下得到正常表达。本文还对利用节节麦优良基因的方式作了讨论。     

四倍体杂交冰草SRAP和SSR分子标记遗传连锁图谱构建

为了给后期冰草抗旱耐寒基因筛选及QTL图位克隆搭建平台,并为产量及相关性状QTL定位和分子标记辅助育种奠定基础,以航道冰草和蒙古冰草为亲本,杂交加倍后随机选取180个F₂分离单株为作图群体,利用SRAP和SSR分子标记进行四倍体杂交冰草遗传连锁图谱的构建。结果表明,构建的图谱包含475个标记（240个SRAP标记和235个SSR标记）,分布于14个连锁群,图谱全长为1 592.7 cM,标记间平均间距为3.35 cM,各连锁群长度范围为67.6~145.2 cM。该图谱密度较高、标记位点分布均匀且连锁群更加饱满。     

小麦不同近缘种籽粒蛋白质积累及其关键酶活性的研究

为明确小麦不同近缘种籽粒蛋白质积累的演进规律,以二倍体野生一粒小麦(T. boeoticum)、栽培一粒小麦(T.monococcum)、节节麦(Ae.tauschii)和黑麦(S.cereale),四倍体野生二粒小麦(T.dicoccoides)、栽培二粒小麦(T.dicoccum)和硬粒小麦(T.durum),六倍体普通小麦(T. aestivum)扬麦9号、豫麦34和扬麦158为材料,采用盆栽试验研究了小麦不同近缘种籽粒蛋白质积累的动态变化及相关酶活性的差异.结果表明,与六倍体普通小麦相比,二倍体和四倍体材料籽粒产量和蛋白质产量低,但蛋白质含量高,其灌浆初期氮代谢能力比较强,硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸丙酮酸转氨酶(GPT)活性较高,蛋白质积累速度快;除黑麦外,其他二倍体和四倍体材料蛋白质合成关键酶活性下降早而快,在灌浆中后期低于普通小麦,蛋白质积累的功能期较短.因此,普通小麦灌浆后期较高的氮代谢酶活性和较长的持续期是提高籽粒产量和蛋白质合成的重要生理原因.     

一粒小麦种质遗传多样性分析

为了从野生一粒小麦中发掘有用基因,随机选取33个普通小麦EST-SSR标记和定位于小麦A基因组的41个普通小麦基因组DNA-SSR标记,对35份一粒小麦、3份四倍体小麦和1份普通小麦进行了遗传多样性分析。结果表明,在扩增这些标记位点的引物中有45对在一粒小麦上有扩增产物,其中33对检测出位点多态性,而且基因组DNA-SSR标记的多态检测率明显高于EST-SSR标记多态检测率。这些多态位点包括211个等位位点,平均每个位点有6.03个等位变异。利用PHYLIP分析软件按UPGMA方法对这些一粒小麦种质进行了聚类分析,以遗传距离0.5为界,可以将其分为7种类型。这种聚类关系与对应种质的白粉病抗性呈现出一定的相关性,因此根据聚类结果可以在一定程度上推测相关种质所携带的抗白粉病基因的起源和变异。对一粒小麦与野生二粒小麦种质的遗传距离的分析结果表明,不同来源的二粒小麦的A基因组可能有不同的起源。     

K、V型小麦雄性不育恢复系轮回选择的研究Ⅱ.恢复度的轮回选择效应

利用 K( Ae.kotschyi)、V( Ae.ventricosa)型小麦雄性不育恢复系轮回选择群体 C3及其 6个恢复亲本基因型 ,与 K太 91 1 2 89A和 V太 91 1 2 89A不育系分别杂交 ,获得了 2 1 2个杂种 ;利用这些杂种分析研究了杂种 F1 代的恢复度及其产生单倍体的频率。结果表明 ,不同亲本的恢复基因得到累加重组 ,优良恢复基因型的频率提高 ,30 %基因型的恢复度达到 81 .0 %～ 96.2 % ,平均值 90 .2 % ,较双亲平均值 ( 75.7% )提高 1 4 .5% ;有2 1 %的杂种 F1 产生单倍体 ,单倍体频率的变化幅度为 3.9%～ 9.8% ,且随着恢复度的提高呈现下降的趋势 ,为显著的负相关 ( r=-0 .8732～ -0 .92 58) ,说明恢复基因对单倍体的产生有一定的抑制作用     

斯卑尔脱细胞质对小麦种子长度、重量及杂种优势的遗传效应

为了筛选优良的新型小麦雄性不育系，对斯卑尔脱、云南铁壳麦、提莫非维小麦、拟斯卑尔脱山羊草等四种异源细胞质在同核异质条件下对不育系及其杂种一代的种子长度、重量及杂种优势的遗传效应作了比较研究。结果表明，斯卑尔脱细胞质对小麦种子大小、重量具有明显正效应，且筛选出了两个由其所配制的具明显杂种优势的杂交组合。这说明，斯卑尔脱细胞质不育系在栽培小麦中易于找到恢复源且恢复度高，其对种子大小和重量的稳定的正效应可能是产生较强杂种优势组合的重要原因之一。     

Genetic variability in yellow pigment components in cultivated and wild tetraploid wheats

Yellow pigment concentration (YPC) in durum wheat is an important criterion in the assessment of semolina quality, particularly in determining the commercial and nutritional quality of end-products. Genetic variability of YPC and carotenoid components was analysed in 102 wild and cultivated tetraploid wheat accessions in two trials. Overall, modern cultivars showed significantly higher values of YPC compared to old cultivars and wild ssp. dicoccum and ssp. dicoccoides accessions. Total carotenoid concentration varied between 1.178 and 4.416 μg/g with an average of 2.460 μg/g. The portion of carotenoids amounted to 33.2% of the YPC in 80 wheat accessions examined in the 2006 trial. Lutein was the main component of carotenoids, followed by zeaxanthin and β-carotene. α-carotene and β-cryptoxanthin were minor components. Pigment concentration was negatively correlated with kernel weight and grain protein concentration. Significant positive correlations were found between b* index and YPC. Knowledge of the carotenoid composition and concentration is useful for wheat breeders in the development of cultivars with high yellow colour and enhanced phytochemical concentrations, and provides valuable information for evaluating contributions to health benefits from the consumption of durum wheat end-products.     

基于GBS技术构建四倍体杂交冰草超高密度遗传连锁图谱

冰草是优良的牧草,也是小麦等麦类作物抗逆遗传改良的重要基因库。构建冰草超高密度遗传连锁图谱,有利于冰草的标记辅助育种和遗传分析。本研究利用基因分型测序（GBS）技术,对四倍体杂交冰草F₂分离群体的115个单株及其亲本蒙古冰草和航道冰草进行高通量SNP基因分型,经测序获得了超过584 Gb的数据,SNP鉴定以及完整度和偏分离过滤后,最终得到了5 035个高质量的SNP标记;采用Join Map 4.0作图软件构建四倍体冰草超高密度遗传连锁图谱,该遗传图谱包括14个连锁群,各连锁群的长度范围在68.959～280.309 cM之间,平均长度为153.473 cM,覆盖的基因组总长度为  2 148.621 cM,标记间的平均距离为0.427 cM。该图谱是目前冰草中分子标记数目最多、密度最高的遗传连锁图谱,为进一步开展冰草品质、抗性等重要性状的QTL定位、图位克隆及分子标记辅助育种研究等奠定了基础。     

不同谱系节节麦的杂种优势分析

节节麦含有丰富的优良基因,可用于小麦的品质改良和产量提高。为了揭示L1和L2谱系节节麦的遗传差异和杂种优势,对L1、L2谱系节节麦开展人工杂交,采用SSR分子标记鉴定杂种F1的真实性,对其花粉活力和F1减数分裂时染色体配对情况进行观察,并对其主要农艺性状进行了调查和统计分析。结果表明,长期的地理隔离使L1和L2谱系节节麦产生一定的遗传分化,但尚未形成生殖隔离。F1的花粉活力和同源染色体配对正常,绝大部分F1的中期同源染色体联会形成环状染色体,少数出现棒状染色体。对8个杂交组合的16个主要农艺性状的统计分析表明,L1、L2谱系节节麦的百粒重和分蘖数存在杂种优势,尤其是杂交组合AY26×AY46和XJ47×AY46,其百粒重(IH>143%,OPH>21%)和分蘖数(IH>187%,OPH>57%)存在显著的杂种优势。有望通过对这2个杂交组合的进一步深入研究,揭示节节麦杂种优势的分子机理,为其在小麦产量育种中的有效利用奠定基础。     

T-type chloroplast DNA inSolarium tuberosum L. ssp.tuberosum was conferred from some populations ofS. tarijense Hawkes

The highly heterozygous and tetraploid nature of potato (Solanum tuberosum L. ssp.tuberosum) has hampered discovery of its wild ancestral species. Chloroplast DNA is a very reliable indicator to trace maternal ancestry of crops. Most of the common potato (grown worldwide) has unique, T-type chloroplast DNA derived from Chilean cultivated potato (both areS. tuberosum ssp.tuberosum). Analyzing seven different chloroplast DNA markers, I found all the T-type accessions of cultivated potatoes shared the same chloroplast DNA haplotype only with some accessions ofS. tarijense Hawkes and its derived hybrids. Thus, I conclude that some populations ofS. tarijense acted as the maternal ancestor of potato.     

应用低密度SNP芯片解析玉米遗传多样性

利用1K低密度SNP标记,对不同亚群的95份自交系材料进行群体遗传结构、遗传多样性和类群间遗传关系分析。结果表明,来自不同玉米亚群的95份自交系可划分为4个主要类群,符合血缘背景;主等位基因频率平均值为0.760 7,基因多样性平均值为0.317 8,杂合度观测值平均值为0.073 4,PIC值平均值为0.257 0。在1 249个SNP标记中,多态性较好的占比72.06%。基于GenoBaits的基因型鉴定技术可低成本且高效地解析种质的遗传背景和亲缘关系,为专、特用玉米分子标记辅助育种提供了可靠的技术依托。     

粘果山羊草(Aegilops kotschyi) puroindoline b基因的克隆与表达分析

籽粒硬度是小麦加工品质的重要影响因素。puroindoline a（Pin a）和puroindoline b（Pin b）是控制小麦籽粒硬度的主效基因。根据已报导的小麦Pin b基因的保守序列,设计合成了一对特异性引物ForB1与RevB1,对粘果山羊草（Aegilops kotschyi,C^uM^k）的三个材料的基因组DNA和胚乳cDNA进行Pin b基因扩增、克隆、序列测定和表达分析,发现了4个新型Pin b等位基因,基因序列与六倍体小麦的同源基因存在较大的差异。与软粒小麦品种Capitole的Pinb—D1a相比较,其核苷酸同源性分别为93．3％、94．6％、94．6％、94．4％,氨基酸同源性分别为90．5％、93．2％、93．2％、92．6％。其ORF长447bp,编码148个氨基酸残基,都具有麦类作物Pinb基因特有的19个氨基酸的信号肽序列和WPTKWWK的色氨酸结构城。等位基因Pin b-11-1含有1个紧邻色氨酸结构城的突变位点（Val66Phe）。RT—PCR证实了Pin b基因在籽粒胚乳中的表达。Southern blot分析结果显示,三种材料均含有两个拷贝的Pin b基因。研究结果表明,粘果山羊草中包含与小麦差异较大的籽粒硬度控制基因,为栽培小麦的品质改良提供了丰富的基因资源。     

Effect of the grain protein content locus Gpc-B1 on bread and pasta quality

Grain protein concentration (GPC) affects wheat nutritional value and several critical parameters for bread and pasta quality. A gene designated Gpc-B1, which is not functional in common and durum wheat cultivars, was recently identified in Triticum turgidum ssp. dicoccoides. The functional allele of Gpc-B1 improves nitrogen remobilization from the straw increasing GPC, but also shortens the grain filling period resulting in reduced grain weight in some genetic backgrounds. We developed isogenic lines for the Gpc-B1 introgression in six hexaploid and two tetraploid wheat genotypes to evaluate its effects on bread-making and pasta quality. In common wheat, the functional Gpc-B1 introgression was associated with significantly higher GPC, water absorption, mixing time and loaf volume, whereas in durum wheat, the introgression resulted in significant increases in GPC, wet gluten, mixing time, and spaghetti firmness, as well as a decrease in cooking loss. On the negative side, the functional Gpc-B1 introgression was associated in some varieties with a significant reduction in grain weight, test weight, and flour yield and significant increases in ash concentration. Significant gene × environment and gene × genotype interactions for most traits stress the need for evaluating the effect of this introgression in particular genotypes and environments.     

四倍体杂交冰草AFLP遗传连锁图谱的构建

为给冰草抗性及产量等重要性状QTL定位及分子标记辅助育种等研究奠定基础,以四倍体杂交冰草的347个F2代单株及其亲本为材料,利用AFLP分子标记技术构建四倍体冰草的分子遗传连锁图。结果表明,本研究首次成功构建出1张密度较高的四倍体杂交冰草分子遗传连锁图谱,该图谱包含14个连锁群,572个标记,各连锁群长度范围为129.75~214.90cM,覆盖基因组总长度2 266.59cM,标记间平均间距4.13cM。     

AFLP分子标记在小麦种质资源研究中的应用

AFLP(扩增性片段长度多态性 )是一种新的DNA分子标记 ,近年来广泛应用于小麦种质资源遗传多样性研究、种质指纹图谱构建及遗传材料鉴定、小麦遗传连锁图谱的构建、目的基因的分子定位、分子标记辅助选择以及基因表达调控与克隆研究等方面。本文对AFLP在小麦种质资源研究中的应用进展及前景进行了综述     

小麦类病斑突变基因lm3的定位

为进一步对类病斑突变基因lm3进行克隆和功能研究,以EMS诱变普通小麦花培品系H261所得后代中选育出的一个稳定遗传的小麦类病斑突变体LF2010为研究材料,通过BSA(bulked segregant analysis)、MBSA(multiple bulked segregant analysis)、小麦90K基因芯片结合BSA三种不同的基因定位策略对该突变基因进行定位。结果表明,lm3基因位于小麦6B染色体的长臂,与其两侧标记SWES2和Xbarc134的遗传距离分别为13.1cM和3.8cM,为一个新的小麦类病斑突变基因。     

粗厚山羊草细胞质对普通小麦耐盐性的遗传效应

以具有粗厚山羊草(Aegilops crassa 6x)细胞质的异源细胞质小麦为材料，采用加盐培养基进行幼穗愈伤组织诱导(生长)、盐溶液种子发芽、盐溶液幼苗培养和戍株模拟盐池生长等方法研究了粗厚山羊草细胞质对小麦耐盐性的遗传效应，旨在为小麦耐盐育种提供理论依据和种质资源材料。结果表明：粗厚山羊草细胞质对小麦的耐盐性具有明显的遗传效应，其效应值的性质、大小与核亲本品种的基因型有关，在特定的核质组合中粗厚山羊草细胞质可明显提高小麦的耐盐性。异质系Ae.crassa 6x-鉴26和Ae.crassa 6x-SMH1694在幼穗愈伤组织诱导、种子发芽阶段和三叶期的耐盐性比相应核亲本明显增强。返青期和成熟期的鉴定结果表明，一些经核基因型改良的粗厚山羊草细胞质小麦的耐盐性超过或接近抗盐对照品种科遗26。进一步研究粗厚山羊草细胞质提高小麦耐盐性的遗传机制，必将拓宽小麦耐盐育种途径。     

Chemotaxonomic studies on Aegilops L. (Poaceae) in Iran

This study, using seed storage protein electrophoresis, evaluates the taxonomic status of the Aegilops L. species and the variation between the species. Therefore, with the seeds of seven species and 46 accessions of Aegilops, the prolamin was separated. On the base of the banding patterns, the cluster analysis among these species was studied. The results of this study show that most of the tetraploid species (2n = 4x = 28; x = 7) and the diploid species (2n = 2x = 14; x = 7) were grouped with each other. This document illustrates that a high gene flow exists among the diploid species. Further, high variability was observed among the accessions of Aegilops species. Morphologically; some of the species, which are very similar (Ae. umbellulata Zhuk., Ae. columnaris Zhuk.), have exactly been distinguished in this method. Chemo taxonomically, the status of these species was partially illustrated. Finally, Prolamin is an appropriate marker for identifying the taxonomic position of Aegilops species.     

小麦核质杂种主要性状遗传参数的研究

采用数量遗传学的统计方法,对8个稳定的节节麦胞质的普通小麦核质杂种的株高等8个性状的平均数、变异系数、广义遗传力、表现型相关系数、基因型相关系数作了估算。结果表明,（1）各性状变异系数较大的是有效分蘖数、株粒重、穗长和穗粒重,其它性状变幅较小;（2）各性状广义遗传力由大到小顺序为:株高、穗长、小穗数、千粒重、穗粒重、株粒重、有效分蘖数和穗粒数;（3）表现型相关与基因型相关趋势一致,其中穗长与穗粒数和株粒重、株粒重与株高和千粒重、有效分蘖数与株粒重和小穗数显著相关。这些结果与前人用普通小麦作试材的研究结果基本一致。据此,可认为普通小麦选育理论同样适用于核质杂种。