普通小麦背景中长穗偃麦草高分子量麦谷蛋白基因的表达、染色体定位与分子标记

摘要：以普通小麦（Triticum aestivum）中国春、长穗偃麦草?穴Thinopyrum elongatum ?雪及其双二倍体、二体异附加系、二体异代换系为材料，采用SDS-PAGE分析了种子高分子量麦谷蛋白亚基。长穗偃麦草高分子量麦谷蛋白基因在中国春背景中编码一条高分子量麦谷蛋白亚基，其迁移率与中国春1By8亚基相同，命名为1E8亚基，控制该亚基的基因位点Glu-E1位于长穗偃麦草E组染色体第一同源群的长臂上。用高分子量麦谷蛋白y亚基基因重复区域的特异引物进行扩增，长穗偃麦草1E8亚基编码基因（Glu-E1）扩增出1 300 bp的片段，而中国春1By8亚基编码基因（Glu-B1y）扩增出1 950 bp的片段。     

长穗偃麦草HKT1;4基因片段的克隆及序列分析

根据已报道的其他植物高亲和钾离子转运蛋白（HKT1;4）基因的保守序列设计一对简并性引物,以长穗偃麦草幼根总RNA为模板,采用RT-PCR方法克隆出长穗偃麦草HKT1;4,基因命名为EeHKT1;4。结果表明：该基因片段长度为614 bp,编码204个氨基酸,所得序列与其他植物氨基酸序列同源性均在80%以上,特别是和一粒小麦TmHKT1;4氨基酸同源性高达92%。这为长穗偃麦草HKT1;4全长基因的克隆及其耐盐分子机制的研究奠定基础。     

(英文)

对来源于美、中、俄及埃塞阿比亚等22个国家的142份硬粒小麦材料的种子贮藏蛋白位点及遗传变异进行了研究。供试的硬粒小麦(Triticum durum Desf )材料共检测出37条醇溶蛋白条带，无1条带纹为所有材料共有，多态性达到100％，说明硬粒小麦具有丰富的醇溶蛋白等位变异。聚类分析将142份供试材料分为3个大类，材料间遗传差异大小在不同的国家有所不同，表明醇溶蛋白带型与地理来源有一定关系。高分子量谷蛋白电泳共分离出14种亚基和15种亚基组合，但是优质亚基所占比例不高，这可能是因为硬粒小麦加工用途的特殊性，使得多年的育种并未太多改变硬粒小麦高分子量谷蛋白亚基等位变异的频率，促成优质亚基的累计。     

利用小麦微卫星引物建立偃麦草Ee染色体组特异SSR标记

选用40对小麦SSR引物对17份偃麦草(Thinopyrum sp．)、2份小麦(Triticum aestivum)材料进行了PCR扩增分析，从中筛选到引物Xgwm325能在不同偃麦草材料中扩增出4条长度分别为1400、440、120和100bp的特异DNA片段，可以作为偃麦草种质的特异SSR标记。利用小麦-二倍体长穗偃麦草(Th.elongatum)异代换系和异附加系对引物Xgwm325进行了扩增鉴定，结果只有100bp左右的片段出现在长穗偃麦草所有E^e组染色体上，该片段可以作为E^e染色体组的特异SSR标记。     

分子标记和辐射技术在小麦-长穗偃麦草抗赤霉病易位系创建中的应用

为了打破小麦抗赤霉病育种种质资源狭窄的局限,丰富抗赤霉病遗传材料,本研究通过对中国春-长穗偃麦草二体异代换系DS7E/7A与扬麦16杂交后代进行辐射诱变,以产生小麦-长穗偃麦草易位系选择群体,并结合赤霉病抗性鉴定和长穗偃麦草染色体特异分子标记辅助选择,最终获得了5个小麦-长穗偃麦草抗赤霉病易位单株,创建了一条有效获得小麦-长穗偃麦草抗赤霉病易位系的技术路线。小麦-长穗偃麦草抗赤霉病易位系的成功创建不仅为小麦抗赤霉病育种提供了重要的中间材料,也将为小麦近缘种的抗赤霉病研究和利用提供理论与实践参考。     

小麦中国春背景下长穗偃麦草Ee染色体组特异AFLP及STS标记的建立

为建立长穗偃麦草Ee染色体组特异的分子标记,以普通小麦中国春、中国春-长穗偃麦草二体代换系、附加系为材料,用5对AFLP引物进行分析,共筛选出28个分布于1Ee-7Ee 7个染色体特异的AFLP标记,经PAGE凝胶电泳后回收、克隆和测序,并根据测序结果设计PCR特异引物,成功地将AFLP标记E-ATC/M-CGTA341bp, E-ATT/M-CTAG265bp, E-AAT/M-CCAG139bp和E-ATT/M-CTAG205bp转化为实验结果稳定、操作更简单的STS标记。利用获得的STS标记对5个长穗偃麦草居群和8个小麦品种进行了鉴定。结果表明其可以在长穗偃麦草居群中被检测到,但在其它小麦背景中检测不到。表明这些标记可以用于小麦-长穗偃麦草异源附加系和代换系中长穗偃麦草遗传物种的检测。     

斯卑尔脱小麦高分子量谷蛋白亚基组成分析

采用十二烷基硫酸钠－聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS－PAGE）方法，鉴定分析了80份斯卑尔脱小麦（Triticum spelta L.)高分子量谷蛋白亚基（HMW－GS）组成特点，3个位点上一共检测到13种不同的亚基类型，其中在Glu-Al和Glu-Bl位点上，以1和6＋8亚基出现频率最高，分别高达93．75％和78．75％，与普通小麦（T.aestivum L.)相比，斯卑尔脱小麦高分子量谷蛋白亚基具有其明显的组成特点。在Glu-Dl位点上，斯卑尔脱小麦以2＋12亚基出现频率最高（87．5％），5＋10亚基次之（11．25％）。表明2＋12亚基和5＋10亚基为其主要变异类型，这与普通小麦的研究结果相似，但远低于粗山羊草（Aegilops squarrosa L.)1D染色体上的高分子量谷蛋白亚基变异形式。另外，研究还筛选出9份具有5＋10优质亚基的材料，为提高斯卑尔脱小麦与普通小麦是杂交种的品质杂种优势提供了基础材料。     

大同盆地轻度盐化土壤玉米锌肥施用方法试验

在大同盆地轻度盐化土壤上采用小区试验方法，试验研究了P玉米施用锌肥对营养生长，产量构成因素和产量的影响。结果表明：施用锌肥增产达显著和极显著水平。其中锌肥基施效果最好，可提早抽雄4d，早成熟5d，株高增加4cm，穗粒数增加63．2粒，干牲重增加2g，增产12．5％；锌肥拌种和苗期喷施提早抽雄2d，提甲成熟3d，株高增加2cm，穗粒数增加29．1粒和19．2粒，千粒重分别增加0．5g和1．0g，增产7．6％和4．8％；锌肥浸种提早抽雄2d，提早成熟4d，株高增加1．0cm，穗粒数增加11．8粒，千粒重增加1．0g，增产4．4％。     

低能N+离子注入诱导小麦种子高分子量谷蛋白亚基和醇溶蛋白的变异

应用SDSPAGE和APAGE电泳技术,对不同剂量低能(25keV)N+离子注入小麦稳定品系CH3286的M3代种子储藏蛋白高分子量谷蛋白亚基和醇溶蛋白变异进行了系统的分析。结果表明低能N+离子束注入能有效地诱导小麦种子高分子量谷蛋白亚基的变异。高剂量(10.8×1016N+cm2)N+注入的诱变频率高于中剂量(7.2×1016N+cm2),其亚基总变异频率分别是13.7%和4.2%。不同位点的高分子量谷蛋白亚基对N+离子的敏感程度不同,其中以Glu1D最敏感,变异频率由大至小分别是Glu1D>Glu1B>Glu1A。低能N+离子束注入诱导的醇溶蛋白变异与高分子量谷蛋白亚基的变异有相似的规律。醇溶蛋白遗传区对N+离子的敏感程度也不同,其中ω醇溶蛋白最敏感,能产生较多的变异,其次是γ和β醇溶蛋白,最不敏感的是α醇溶蛋白。在M3代植株群体中筛选到一些农艺性状较稳定的高分子量谷蛋白亚基和醇溶蛋白变异株。     

四川小麦品种贮藏蛋白位点及SSR分析*

利用种子贮藏蛋白和SSR标记研究了四川近20多年育成的小麦(Triticum aestivum)品种第1和第6同源群染色体的蛋白基因位点及遗传多样性。结果表明：供试的47个小麦品种共检测出47条醇溶蛋白条带，其中39条具有多态性，占82．98％；高分子量(HMW)谷蛋白亚基共出现7种亚基和11种亚基组合，表明四川主栽小麦品种在醇溶蛋白位点上存在广泛的变异，而HMW谷蛋白亚基遗传基础较狭窄。SSR结果表明，在21个位点中有8个(38．1％)位点具多态性，共检测到19个等位变异，供试品种在：DNA水平上存在一定的变异。聚类分析表明：两种标记均可将供试品种(包括中国春)分为三大类。通过Mantel检测，两种标记的分析结果间有显著的相关性，反映了在蛋白质和DNA水平上的结果可以互相补充，增加可靠性。