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。     

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。     

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.     

小麦春化基因新等位变异Vrn-B3d的鉴定

春化基因的遗传多样性决定了小麦广泛的适应性,挖掘和鉴定春化基因的新等位变异,可为广适小麦育种奠定基础。本研究以普通小麦地方品种和尚头为材料,采用生物信息学和分子克隆手段获得 VRN-B3基因,全长3 818 bp。与隐性等位变异 vrn-B3相比,和尚头中 VRN-B3基因在启动子区有一个160 bp的插入片段,为 VRN-B3基因的一种新等位变异,暂命名为 Vrn-B3d。经PlantCare网站预测,该插入片段包含CAAT-box、G-box和TATA-box三种顺式作用元件。基于 Vrn-B3d差异序列,开发一对检测新变异的分子标记,并构建能够同时区分 VRN-B3位点5种等位变异的高效多重PCR体系。通过检测262份中国微核心种质资源,发现93.5％的品种携带 vrn-B3,5.7％的品种携带 Vrn-B3b,并在新疆春麦和红冬麦品种中发现新等位变异 Vrn-B3d,说明该变异主要分布在新疆地区。温室表型和基因型相关性分析结果表明,与 vrn-B3相比, Vrn-B3d能使小麦推迟两天抽穗。本研究丰富了小麦春化基因遗传变异的多样性,开发了分子标记并构建多重PCR体系,为小麦育种提供了优异种质资源和分子检测有效方法。     

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.     

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.     

多酚氧化酶活性基因在黑龙江省小麦品种中的分布

为了解黑龙江省小麦品种多酚氧化酶(Polyphenol oxidase, PPO)活性水平,利用PPO18、PPO16及PPO29等3个标记对88份推广品种的PPO-2A及PPO-2D位点等位变异进行了检测.结果表明,黑龙江省小麦品种上述位点的高PPO活性条带频率偏高,分别为51.8%和42.2%.两个位点都出现高PPO活性条带的品种有19份,占23.8%;都出现低PPO活性条带的品种有23份,占28.8%.有6份品种在PPO-2A位点出现杂合现象.     

小麦品种黄色素含量和多酚氧化酶活性基因的分子标记检测

为了改良小麦加工品质、提高小麦育种效率,利用位于7AL和7BL染色体上与黄色素含量相关的八氢番茄红素合酶（Phytoene synthase,PSY）基因PsyA1的标记YP7A、YP7A2,基因PsyB1的标记YP7B1、YP7B2、YP7B3、YP7B4,以及位于2AL染色体上的多酚氧化酶（Polyphenol oxidase,PPO）活性基因PpoA1 的标记PPO18,对221份冬小麦品种（系）进行黄色素含量和多酚氧化酶活性基因的等位变异检测。结果表明: (1) 在所检测的小麦品种（系）中,含低黄色素含量等位基因PsyA1b的材料78份,频率为35.3%;含低黄色素含量等位基因PsyB1b 的材料117份,频率为52.9%;含高黄色素含量等位基因PsyB1c的材料31份,频率为14.0%;含PsyB1d等位基因的材料4份,频率为1.8%;未发现携带PsyB1e的材料。（2）含低PPO活性等位基因PpoA1b的材料119份,频率为53.8%。(3) 在221份材料中,黄色素含量和多酚氧化酶活性基因型皆符合中国面条和馒头加工品质要求的品种仅25份,聚合多个优良基因的小麦品质改良工作急需加强。本实验使用的标记均为基因特异性功能标记,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。     

新疆小麦TaLox-B1、TaLox-B2、TaLox-B3位点的等位变异及其分布规律

面粉颜色是小麦品质分级的重要指标。为了给新疆小麦面粉白度改良提供依据,本研究利用位于4BS染色体上的功能标记LOX16、LOX18和Lox-B23,对123份新疆小麦品种(系)的TaLox-B1、TaLoxB2和TaLox-B3等位变异进行分子标记检测。结果表明,在123份新疆小麦品种(系)中,具有高LOX活性等位基因TaLox-B1a和低LOX活性等位基因TaLox-B1b的材料分别有33份(26.8%)和90份(73.2%);具有高LOX活性等位基因TaLox-B2a和低LOX活性等位基因TaLox-B2b的材料分别有122份(99.2%)和1份(0.8%);具有高LOX活性等位基因TaLox-B3a和低LOX活性等位基因TaLox-B3b的材料分别有95份(77.2%)和28份(22.8%)。在不同类型冬小麦品种(系)中,TaLox-B1a的分布频率表现为引进品种(系)自育品种(系)地方品种外,TaLox-B3a的分布频率表现为地方品种引进品种(系)自育品种(系);在不同类型春小麦中TaLox-B1a只存在于晚期品种,TaLox-B2a和TaLox-B3a的分布频率均表现为早期品种(100.0%)晚期品种。所检测的新疆小麦品种(系)共有5种基因型组合,具有最高LOX活性的基因型组合TaLox-B1a/TaLox-B2a/TaLox-B3a和TaLox-B1b/TaLox-B2a/TaLox-B3a,具有中等LOX活性的基因型组合TaLox-B1b/TaLox-B2a/TaLox-B3b和TaLox-B1a/TaLox-B2a/TaLox-B3b以及具有低LOX活性的基因型组合TaLox-B1b/TaLox-B2b/TaLox-B3b的分布频率分别为23.6%、53.7%、19.5%、2.4%和0.8%。在新疆小麦资源中具有高LOX活性基因型组合的材料的频率高于全国平均水平。本研究将3个位点功能标记组合起来使用,能更有效地评价检测材料的LOX活性水平。     

小麦籽粒脂肪氧化酶研究进展

小麦面粉或面制品的色泽是评价小麦品质性状的主要指标。小麦籽粒脂肪氧化酶(LOX)是影响面粉及面制品颜色发生褐变的主要因素之一,且与小麦加工品质、储藏品质密切相关。目前,分光光度法和氧化电极法是测定小麦籽粒LOX活性最为常用的方法。小麦籽粒LOX活性是一个受多基因控制的复杂数量性状,基因型和环境对其均有显著影响,但基因型是最为主要的决定因素。控制小麦籽粒LOX活性的主效基因被定位在4A、4B、4D和5D染色体上,目前已有多个控制LOX活性的分子标记被开发,可直接用于小麦脂肪氧化酶活性的分子标记辅助选择。本文综述了小麦籽粒脂肪氧化酶测定方法及其影响因素,阐述了小麦籽粒脂肪氧化酶的基因定位、克隆、等位变异类型以及功能标记的开发和利用情况,并系统地阐明了脂肪氧化酶与小麦品质性状的关系。     

黄淮麦区(南片)小麦籽粒过氧化物酶活性分析及其等位基因检测

为研究黄淮麦区(南片)小麦籽粒中过氧化物酶(peroxidase, POD)的活性及其等位基因在此麦区新育成小麦品种(系)中的分布情况,利用分光光度计对黄淮麦区(南片)新育成的94份小麦品种(系)的过氧化物酶活性进行测定,同时利用功能标记POD-3A1、POD-3A2、POD-7D1和POD-7D6对供试材料 TaPod-A1和 TaPod-D1位点的等位基因进行检测。结果表明,参试小麦材料POD活性的平均值为668.6 U·g~(-1)·min~(-1),变化范围为431.3～954.8U·g~(-1)·min~(-1),大部分供试材料的POD活性为中等水平;在 TaPod-A1位点,共检测到 TaPod-A1a和 TaPod-A1b两种等位基因,分布频率分别为48.9%和51.1%,携带两种等位基因材料的POD活性差异达到显著水平, TaPod-A1a与低POD活性相关, TaPod-A1b与高POD活性相关;在 TaPod-D1位点,仅检测到 TaPod-D1b等位基因,分布频率为100%,说明供试材料在 TaPod-D1位点的多态性较为单一。本研究可为黄淮麦区(南片)小麦品质色泽改良提供参考信息。     

新疆小麦黄色素含量基因等位变异的分子检测及其分布

为了明确新疆小麦材料Psy-A1和Psy-B1位点控制籽粒黄色素含量基因的组成和分布以及与黄色素含量的关系,利用7A和7B染色体上Psy-A1和Psy-B1基因的分子标记YP7A和YP7B,对326份新疆冬、春小麦材料中的等位变异进行检测。结果表明,在Psy-A1位点,含有等位基因Psy-A1a和Psy-A1b的品种(系)分别占83.74%和16.26%,两种基因型黄色素含量平均值的差异达到极显著水平(P<0.01);在Psy-B1位点,含有等位基因Psy-B1a和Psy-B1b的品种(系)分别占83.44%和16.56%,但两种基因型黄色素含量平均值的差异不显著(P>0.05)。不同变异组合类型的分布比例表现不同,Psy-A1a/Psy-B1a所占比例最高,为69.63%;其次是Psy-A1a/Psy-B1b组合类型,为14.11%;Psy-A1b/Psy-B1a组合类型为13.8%;Psy-A1b/Psy-B1b所占比例最低,为2.45%,没有扩增出Psy-B1c和Psy-B1d基因位点。总体来看,新疆小麦高黄色素含量的等位变异类型所占比例较高,冬、春小麦黄色素含量基因型存在一定差异;YP7A可以作为一个稳定、高效的功能标记用于分子标记辅助选择,而YP7B标记则不能独立作为黄色素含量辅助选择的实用性标记。     

新疆小麦品种Glu-A3和Glu-B3位点等位变异的分布

为给新疆小麦品质育种提供理论依据,利用Glu-A3、Glu-B3位点上的17个STS标记检测了185份新疆冬、春小麦品种Glu-A3和Glu-B3位点的等位变异。结果表明,新疆小麦品种以Glu-A3c、Glu-B3a和Glu-B3j亚基为主,其分布频率分别为64.86%、22.70%和17.84%。新疆冬、春小麦品种在Glu-A3位点上均以Glu-A3c亚基为主,分布频率分别为63.30%和67.11%;在Glu-B3位点上,新疆冬、春小麦品种分别以Glu-B3j和Glu-B3a为主,分布频率分别为22.02%和26.32%。新疆冬、春小麦农家品种亚基类型较少,冬小麦农家品种仅有5种类型（以Glu-A3c和Glu-B3i为主）,春小麦农家品种有10种类型（以Glu-A3c和Glu-B3d为主）。引进品种和自育品种亚基类型丰富,冬小麦引进品种以Glu-A3c和Glu-B3i为主,分布频率为12.84%和6.42%;春小麦引进品种以Glu-A3c和Glu-B3j为主,分布频率为17.11%和6.58%。冬小麦自育品种以Glu-A3c和Glu-B3j亚基类型为主,分布频率为45.87%和18.35%;春小麦自育品种以Glu-A3c和Glu-B3a亚基类型为主,分布频率为36.84%和18.42%。     

黄淮麦区(南片)小麦新品系脂肪氧化酶活性分析及其等位基因检测

小麦籽粒脂肪氧化酶（Lipoxygenase,Lox）是影响小麦面粉色泽的重要因素之一。为了解Lox活性及其等位基因在黄淮麦区（南片）小麦新品系中的分布情况,以及明确不同等位基因与Lox活性之间的关系。本研究以94份黄淮麦区（南片）小麦新品系为试验材料,利用功能标记Lox16、Lox18和Lox-B23对其 TaLox-B1、 TaLox-B2和 TaLox-B3位点上的等位基因进行分子检测,同时利用分光光度计对供试材料的Lox活性进行测定。结果表明,在 TaLox-B1位点,共检测到 TaLox-B1a和 TaLox-B1b两种等位基因,分布频率分别为18.1%和81.9%, TaLox-B1a等位基因的Lox活性显著高于 TaLox-B1b等位基因;在 TaLox-B2位点,共检测到 TaLox-B2a和 TaLox-B2b两种等位基因,分布频率分别为88.3%和  11.7%, TaLox-B2a等位基因的Lox活性显著高于 TaLox-B2b等位基因;在 TaLox-B3位点,共检测到 TaLox-B3a和 TaLox-B3b两种等位基因,分布频率分别为67.0%和33.0%, TaLox-B3a等位基因的Lox活性显著高于 TaLox-B3b等位基因。共检测到 TaLox-B1a/ TaLox-B2a/ TaLox-B3a、 TaLox-B1b/ TaLox-B2a/ TaLox-B3a、 TaLox-B1a/ TaLox-B2a/ TaLox-B3b、 TaLox-B1b/ TaLox-B2a/ TaLox-B3b、 TaLox-B1a/ TaLox-B2b/ TaLox-B3b和 TaLox-B1b/ TaLox-B2b/ TaLox-B3b六种等位基因组合,分布频率分别为10.6%、56.4%、5.3%、16.0%、2.1%和9.6%,含有 TaLox-B1a/ TaLox-B2a/ TaLox-B3a等位基因组合材料的Lox活性显著高于其余五种等位基因组合;含有 TaLox-B1b/ TaLox-B2b/ TaLox-B3b等位基因组合材料的Lox活性显著低于其余5种等位基因组合。