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。     

黄色素含量基因在黑龙江省小麦品种中的分布

面粉及其制品的色泽是衡量小麦品质的一项重要指标,并且随着人们生活水平的提高而受到越来越多的重视。为了解黑龙江省小麦品种Psy-A1位点上控制黄色素含量的等位基因分布状况,本研究利用功能标记YP7A对95份推广品种的Psy-A1位点等位变异进行了检测。结果表明,在Psy-A1位点控制低黄色素含量的等位基因Psy-A1b的材料在黑龙江省小麦中的分布频率为58.9%,而控制高黄色素含量的等位基因Psy-A1a的材料在黑龙江省小麦中的分布频率为41.1%,说明黑龙江省小麦品种Psy-A1位点以Psy-A1b为主。但从单个品种上看,当前黑龙江省主栽小麦品种及骨干亲本却大多以高黄色素含量的等位基因Psy-A1a为主,如龙麦26、龙麦30、龙辐麦12、龙辐麦16、克旱18、克旱19、克旱20等。而克丰6号、克丰10号、克丰12及龙辐麦15为低黄色素含量的等位基因Psy-A1b类型。     

黄淮麦区部分小麦种质资源中矮秆基因的分布

选用254份黄淮麦区小麦品种(系),利用BFMR1,DFMR2和微卫星xgwm261标记检测了矮秆基因Rht-B1b,Rht-D1b和Rht8的分布.结果表明,在254份材料中,含有Rht-B1b,Rht-D1b和Rht8基因的材料分别有84,171和178份,平均株高分别为80.7,78.5和80.7 cm.只含有Rht-B1b,Rht-D1b和Rht8基因的材料分别有15,36和31份,平均株高分别为83.8,80.1和86.2 cm.只含Rht-B1b和Rht-D1b基因有16份,平均株高为73.7cm,Rht-B1b和Rht-D1b基因具有累加效应,两个基因同时存在时株高降低幅度会更大.只含Rht-B1b和Rht8基因的有94份,只含Rht-D1b和Rht8基因的有28份,同时含有Rht-B1b,Rht-D1b和Rht8基因的有25份,同时不含这3个矮秆基因的有9份,说明黄淮麦区小麦品种(系)中绝大部分品种均含有不同种类的矮秆基因.微卫星WMS 261及基于PCR的2个STS标记可以分别用于对品种(系)中Rht8,Rht-B1b和Rht-D1b基因型的鉴定以及育种世代该基因型的筛选.     

黄淮麦区小麦品种抗叶锈病基因分析

选择１５个具不同毒性基因组合的叶锈菌系，采用基因推导方法分析黄淮麦区２１个小麦新品种所携带的抗叶锈病基因状况。在供试的３０个已知抗叶病基因中，推导出了７个抗性基因：Ｌｒ１、Ｌｒ３ａ、Ｌｒ３ｋａ、Ｌｒ１６、Ｌｒ２６、Ｌｒ３０和Ｌｒ３２。它们以单基因或基因组合形式分布在１４个小麦品种中，其中Ｌｒ２６是供试材料的主要已知抗叶锈病基因。还有一些品种具有不同于上述已知基因的其余品种则不含任何抗叶锈病基因。     

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。     

新疆部分小麦材料籽粒硬度基因等位变异的分子鉴定及其分布

[目的]明确小麦籽粒硬度基因Puroindoline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硬度基因之间的差别,为改良新疆小麦品种奠定基础.[方法]用Pina-D1b、Pinb-D1b和候补基因非Pinb-D1b等位基因的分子标记,对新疆种植小麦材料的籽粒硬度基因PINA和PINB的分布情况进行分子鉴定.[结果]在鉴定的263份材料中,含Pina-D1b基因的为19.77;,含Pinb-D1b的为29.28;,含互补基因非Pinb-D1b为70.72;;Pina-D1b与Pinb-D1b基因类型在冬春小麦材料中分布不尽相同,Pi-na-D1b突变基因类型中,春小麦与冬小麦分别为52.68;与1.76;;在Pinb-D1b突变基因类型中,为12.9;与38.23;;Pina-D1b突变基因在新疆当地材料、其他国内材料和国外材料中的频率分别为28.57;、1.89;和33.96;,而Pinb-D1b基因类型的分布,不同来源材料出现的频率差异不明显.[结论]新疆小麦材料中含有突变类型Pina-D1b基因与Pinb-D1b基因的分布.Pina-D1b、Pinb-D1b和候补基因非Pinb-D1b基因标记引物,可作为小麦籽粒硬度基因鉴定的有效工具,提高小麦品质的选择效率.     

黄淮麦区小麦品种PPO活性基因等位变异的检测及分布

以黄淮麦区254份小麦品种资源为材料,利用PPO16、PPO18和PPO29等3个PPO活性相关的分子标记,对供试材料中PPO-2A和PPO-2 D位点的等位变异进行检测。结果表明:在PPO-2A位点,等位变异PPO-A1a(高PPO活性)和PPO-A1b(低PPO活性)的比例分别为59.1%和40.9%;在PPO-2 D位点,等位变异PPO-D1a(低PPO活性)和PPO-D1b(高PPO活性)的比例分别为56.7%和43.3%。4种等位变异组合类型PPO-A1a/PPO-D1a(中等PPO活性)、PPO-A1a/PPO-D1b(最高PPO活性)、PPO-A1b/PPO-D1a(最低PPO活性)和PPO-A1b/PPO-D1b(中等PPO活性)的分布频率依次为33.8%、24.8%、22.8%和18.6%。黄淮麦区不同地区小麦品种中PPO活性等位变异组合类型的分布频率不同。低PPO活性组合PPO-A1b/PPO-D1a在河南地区小麦品种的分布频率最低,该地区小麦品质改良应加强对低PPO活性的选育。     

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。     

小麦品种（系）面筋强度、PPO活性、黄色素含量和相关基因的分子标记检测

为给小麦品质育种筛选亲本材料，并进一步验证相关标记的有效性和实用性，利用5个小麦品质性状基因的分子标记[包括高分子量麦谷蛋白亚基（HMW2GS）Dx5和By8标记、1B／1R易位系特异性SCAR标记、位于2AL染色体的PPO活性基因Ppo2A1的标记PP018、位于7AL染色体与黄色素含量相关的八氢番茄红素合成酶（Phytoenesynthase，PSY）基因Psy2A1的标记YP7A1对194份小麦品种和优良新品系进行了基因等位变异检测。结果表明：（1）在所检测的小麦品种（系）中，Dx5、By8、1B／1R易位系、PSY和籽粒PPO活性基因等位变异存在一定差异。其中，含Dx5的材料53份，占27．3％，含By8和1B／1R易位系的材料分别为71分和64份，占36．6％和33．0％：含低PPO活性等位变异Pp02A1b的等位变异材料99份，占51．0％；含低黄色素含量等位变异基因Psy2A1b的材料83份，占42．8％。（2）194份材料中品质性状基因皆符合要求的只有一个品种（郑麦991），聚合多个优良性状的品质改良工作急需加强。（3）本试验使用的标记均为基因特异性标记，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。     

甘肃冬小麦品种(系)面筋强度、黄色素含量和PPO活性相关基因的分子检测

为了明确甘肃冬小麦品种(系)中品质相关基因的分布状况,提高品质育种效率,以141份小麦品种(系)为材料,利用高分子量麦谷蛋白亚基1Dx5的特异PCR标记、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及多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)活性基因Ppo-A1的标记PPO18分别进行1 Dx5、Psy-A1和Ppo-A1的基因型检测.结果表明:含1 Dx5基因的材料56份,分布频率为39.7%;Psy-A1位点存在Psy-A1a和Psy-A1b2种等位变异类型,分布频率分别为62.4%和37.6%;Ppo-A1位点存在Ppo-A1a和Ppo-A1b2种等位变异类型,分布频率分别为42.6%和57.4%.1 Dx5、Psy-A1和Ppo-A1的基因类型在不同地区分布频率存在明显差异,1 Dx5和Psy-A1b基因在天水地区频率最高,分别为51.0%和40.8%;Ppo-A1b基因在庆阳地区频率最高,为77.8%,Psy-A1a基因在3地区的分布频率明显高于Psy-A1b基因.参试材料中,聚合1 Dx5、Psy-A1b和Ppo-A1b基因的材料有19份,这些材料可作亲本资源,在小麦品种面筋强度和面粉色泽的改良中加以利用.     

郑州地区小麦黄矮病病原鉴定及其外壳蛋白的分子进化分析

为了明确郑州地区小麦黄矮病病原种类及其分子变异情况,根据已公布的小麦黄矮病致病毒株GAV,GPV和PAV的外壳蛋白(CP)全长基因序列,采用RT-PCR方法鉴定了来自郑州地区的4个分离物种类,并进行了基于CP序列的郑州分离物与6个国内和3个国外分离物的进化关系分析.结果表明,郑州地区的4个分离物均鉴定为BYDV-PAV(命名为PAV-ZZ),其编码的CP与国内及国外的分离物,在核苷酸水平上的一致性为81%～99%.PAV-ZZ CP与济南分离物一致性最高,核苷酸水平上达99%;与昆明和德国、瑞典、美国分离物一致性较低,核苷酸水平上仅为81%.这表明BYDV-PAV郑州分离物与北方地区的病毒分离物可能有着相似的系统进化特征,而与南方地区及国外分离物在系统进化上有较大的差异.     

黄淮麦区部分小麦新品系高分子量谷蛋白亚基的组成研究

为了解黄淮麦区小麦品种的高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)组成情况及优质亚基分布特点,利用SDS-PAGE电泳技术对39份2005-2006年度参加黄淮麦区区域试验小麦新品系的高分子量谷蛋白的亚基组成、亚基出现频率和品质得分进行研究。结果表明,参加试验的39份小麦新品系中出现了11种亚基和16种亚基组合类型,其中优质亚基2*、14 15和5 10出现频率分别为2.6%、7.7%和17.9%,亚基组合"1,7 8,2 12"和"N,7 8,2 12"为常见类型,其频率分别为20.5%和15.4%。参试的39份小麦品系的G lu-1品质得分在5~10分之间,平均品质得分为7.5,品质水平有所提高;具有较高品质得分亚基组合类型"1/2*,14 15,5 10"以及"1/2*,13 16,5 10"的品系没有出现,但出现了几种新的亚基组合类型,如"1,13 16,3 12"等。说明这些材料亚基组合类型存在一定的变异。在小麦品质育种上,应当注重优质亚基聚合,这对小麦品质改良具有重要作用。     

黄淮麦区小麦品种Lr37-Yr17-Sr38基因簇的分子检测

【目的】在分子水平上评价黄淮麦区小麦品种中抗病基因簇Lr37-Yr17-Sr38的存在状况,为培育抗病新品种及抗病品种合理布局提供材料和依据。【方法】利用N基因组特异标记和CAPS标记,结合品种系谱对黄淮麦区126个小麦品种(系)进行分析。【结果】12个小麦品种(系)(兰考906、郑2062、西农739、陕872、小偃216、陕538、陕515、大唐991、户麦928、0020-332、2871和378)中含有Lr37-Yr17-Sr38。【结论】Lr37-Yr17-Sr38在黄淮麦区小麦中有一定分布,初步推测兰考906可能是我国小麦品种中Lr37-Yr17-Sr38抗源的主要传播途径之一。     

Genome-wide identification and analysis of the regulation wheat DnaJ family genes following wheat yellow mosaic virus infection

The co-chaperone DnaJ plays an important role in protein folding and regulation of various physiological activities, and participates in several pathological processes. DnaJ has been extensively studied in many species including humans,drosophila, mushrooms, tomatoes, and Arabidopsis. However, few studies have examined the role of DnaJ in wheat(Triticum aestivum), and the interaction mechanism between TaDnaJs and plant viruses. Here, we identified 236 TaDnaJs and performed a comprehensive genome...     

条锈病影响下冬小麦叶绿素含量的高光谱估计

叶绿素含量是在小麦长势监测中是非常重要的评估内容,尤其是在小麦受到病害影响的情况下,准确估计其叶绿素含量,有助于合理进行灾害评价。遥感高光谱技术为获取植物的生理参数提供了丰富的数据来源。笔者使用襄樊地区实测获取的受条锈病影响的小麦高光谱数据,利用回归分析的方法建立了受条锈病影响的小麦叶绿素含量与其高光谱的关系模型。经验证,模型有较好的精度。     

黄淮流域小麦品种高分子量谷蛋白亚基遗传变异分析

利用SDS-PAGE法分析了我国黄淮流域五省区(安徽、江苏、陕西、河南、山东)83个小麦品种(系)高分子量谷蛋白亚基的组成。结果表明,五省区小麦品种(系)中高分子量谷蛋白亚基变异较为丰富,不仅出现了常见的高分子量谷蛋白亚基类型,而且还出现了一些稀有亚基类型,如13+16,5+12等。对面包品质而言,在公认的优质亚基中,其中以安徽省小麦品种(系)中含5+10亚基的频率为最高,为52.94%,其后依次是江苏省、山东省、河南省、陕西省;在14+15优质亚基类型中,山东省最高,为17.64%,其次是安徽省、陕西省、河南省、江苏省;在7+8优质亚基类型中,江苏省最高,为60%,其次是山东省、河南省、陕西省、安徽省;由于所选83个品种中17+18和2*优质亚基类型出现次数太少,暂不能确定出现频率最高的省份。从高分子量谷蛋白亚基品质评分看,以山东省的小麦品种(系)亚基平均得分最高,安徽省最低。从总体看,我国黄淮流域五省区具有丰富的亚基类型,这为今后的育种工作,尤其是小麦品质的改良提供了更多可供选择的亲本材料。     

江苏淮北部分小麦品种品质性状相关重要基因的检测

为了解江苏淮北小麦品种重要品质性状相关基因状况,以20份近期审定的徐麦系列和淮麦系列小麦品种以及12份小麦对照材料为试验材料,采用SDS-PAGE电泳与PCR检测相结合,检测了小麦高分子量麦谷蛋白亚基;同时采用共显性PCR标记筛查1BL/1RS易位系以及Wx基因突变型。结果显示,江苏淮北小麦品种Glu-A1位点含3种亚基,其中1亚基占75%;Glu-B1位点有4种亚基,7+8亚基占60%;Glu-D1位点有3种亚基,5+10亚基占50%;1BL/1RS易位系有14份,占全部品种的70%;所有品种均为Wx基因野生型。     

瑞华麦523PPO活性及1BL/1RS易位相关基因的分子检测

【目的】了解小麦品种瑞华麦523及其亲本郑麦9023和烟1604的PPO和1BL/1RS易位相关基因的遗传信息,旨在提高优质小麦品种选育的效率。【方法】利用小麦PPO活性基因的分子标记PPO18、PP0-B5、PPO16和PPO29及1BL/1RS易位的分子标记H20,检测小麦品种瑞华麦523及其亲本相关基因的等位变异及来源。【结果】小麦品种瑞华麦523在2AL染色体上PPO等位基因为PPO-A1a基因型,与亲本郑麦9023一样,为高活性PPO,不含亲本烟1604的低活性PPO;在2BL染色体上PPO等位基因为A型,与亲本一致,是高活性PPO;在2DL染色体上PPO等位基因为PPO-D1b基因型,与亲本郑麦9023一样,是一个高活性PPO,不含亲本烟1604的低活性PPO;利用分子标记H20检测表明,瑞华麦523和亲本郑麦9023一样,是一个非1BL/1RS易位系。【结论】瑞华麦523是一个具有高活性PPO、非1BL/1RS易位系的小麦品种,其小麦PPO和1BL/1RS易位相关基因主要来自母本郑麦9023,为该品种的推广应用和培育优质小麦新品种提供理论参考。     

Molecular approaches in identifying leaf rust resistance genes in Russian wheat varieties

Russian soft wheat varieties are screened with the use of molecular markers of Lr genes. A low genetic diversity is found among leaf rust resistant varieties, in which genes Lr9 and Lr19 dominate. There are no highly effective genes Lr25, Lr29, and Lr39(41) and adult plant resistance genes Lr37 and Lr21 in the studied varieties. Among genes with limited effectiveness, the most prevalent are genes Lr10 and Lr26, respectively in 45 and 10% of the varieties.