陕西小麦品种（系）籽粒黄色素含量基因的检测及其分布

为了解陕西小麦Psy-A1和Psy-B1位点控制籽粒黄色素含量基因的等位变异组成和分布,利用其功能标记YP7A、YP7A-2、YP7B-1、YP7B-2和YP7B-3,对176份陕西小麦品种(系)的2个位点等位变异进行检测与分析.结果表明,在Psy-A1位点,陕西小麦品种(系)存在2种等位变异,即Psy-A1a(高黄色素舍量)和Psy-A1b(低黄色素含量),各占50.0%,没有发现含Psy-A1c等位变异的品种(系);在Psy-B1位点,陕西小麦品种(系)内存在3种等住变异,其中以Psy-B1b(低黄色素含量)为主(65.3%),Psy-B1a(中等黄色素含量)次之(27.3%),Psy-B1c(高黄色素含量)较少(7.4%),没有发现舍Psy-B1d等位变异的品种(系).不同变异组合类型的平均分布比例表现不同,Psy-A1b/Psy-B1b组合类型所占的比例最高,为39.2%;其次是Psy-A1a/Psy-B1b组合类型,为26.1%;组合Psy-A1a/Psy-B1a(17.6%)、Psy-A1b/Psy-B1a(9.7%)和Psy-A1a/Psy-B1c(6.3%)比例较低,Psy-A1b/Psy-B1c(1.1 %)所占比例最低.不同地区不同等位变异及其组合类型的分布比例不同.总体来看,陕西小麦品种(系)中低黄色素含量的等住变异类型所占的比例较高.陕西不同地区育种目标和种植要求的差异,造成了不同地区小麦品种黄色素含量基因组成的不同.本研究所用分子标记扩增出的PCR奈带清晰,且稳定性好,可作为小麦黄色素含量分子标记辅助选择的有效工具.     

小麦面粉和鲜面片色泽及 Psy-A1 与 Ppo-A1 等位变异检测

为研究小麦面粉和鲜面片色泽及其与两个色泽相关基因等位变异之间的关系,以我国主要麦区17个大面积推广品种及1个优异品系为材料,进行面粉和鲜面片色泽分析和 Psy-A1 、 Ppo-A1 基因等位变异检测。结果表明,扬麦18、泛麦5号、扬麦9号、平安7号、扬麦20面粉和鲜面片色泽均比较好,亮度高,黄度低,携有优异等位变异;川麦42是优异的低黄度种质资源,但亮度需提升。面粉和鲜面片的L~*值间、a~*值间、b~*值间均呈极显著正相关,L~*值与a~*、b~*值均呈极显著负相关,a~*值和b~*值无显著相关性。 Psy-A1主要引起鲜面片a~*值和b~*值显著变化;对a~*值的效应表现为 Psy-A1b Psy-A1a ;对b~*值的效应表现为 Psy-A1b Psy-A1a ; Ppo-A1 对面粉及鲜面片的b~*值、鲜面片放置2 h和4 h的L~*值有显著影响;对b~*值的效应表现为 Ppo-A1b Ppo-A1a ;对L~*值的效应表现为 Ppo-A1b Ppo-A1a 。4个等位变异组合仅对鲜面片黄度b~*值有极显著影响, Ppo-A1a/ Psy-A1a 基因型最高,其他三种基因型差异不显著。因此,改良小麦面粉和面制品色泽应注意淘汰 Ppo-A1a / Psy-A1a 基因型,高世代需加强面制品色泽的筛选鉴定。     

小麦面粉黄色素含量相关分子标记的研究进展

黄色素含量是小麦面粉重要的品质性状,培育高黄色素含量小麦品种逐渐成为小麦育种的重要目标之一。本文从黄色素生物合成途径的关键酶（八氢番茄红素合酶、八氢番茄红素脱氢酶、ζ-胡萝卜素脱氢酶和ε-番茄红素环化酶）以及小麦面粉加工和贮藏过程中对面粉具有漂白作用的氧化酶（脂氧合酶和过氧化物酶）两个方面对小麦面粉黄色素含量相关基因分子标记的研究进展进行综述,并探讨高黄色素含量小麦品种的育种思路,以期为建立高黄色素含量小麦分子标记辅助育种体系提供理论参考。     

宁夏小麦黄色素含量相关基因的组成与分布

选育低黄色素含量品种是宁夏小麦品质改良的重要目标之一。为阐明宁夏小麦中控制籽粒黄色素含量基因TaZds-A1和TaZds-D1的组成及分布特点,利用其功能标记YP2A-1和YP2D-1对91份小麦品种进行检测与分析。结果表明,在TaZds-A1位点,等位变异TaZds-A1a(与低黄色素含量相关)和TaZdsA1b(与高黄色素含量相关)分别占59.3%和40.7%;在TaZds-D1位点,等位变异TaZds-D1a(与高黄色素含量相关)占95.6%,TaZds-D1b(与低黄色素含量相关)仅占4.4%。宁夏小麦黄色素含量基因位点存在4种等位变异组合类型:以TaZds-A1a/TaZds-D1a(57.1%)组合类型为主,TaZds-A1b/TaZds-D1a(38.5%)组合类型次之,TaZds-A1a/TaZds-D1b和TaZds-A1b/TaZds-D1b组合类型最低(2.2%);不同等位变异组合类型在不同地区间的分布比例也不同。     

新疆小麦品种资源脂肪氧化酶活性基因TaLox B1的分布特征研究

面粉颜色作为评价小麦品质的重要指标,对面制品的表观色泽有重要影响.小麦脂肪氧化酶(LOX)活性对面粉白度影响较大.本研究以195份新疆小麦品种(系)为供试材料,利用LOX16和LOX18功能标记检测脂肪氧化酶活性基因TaLox-B1的等位变异,以期深入了解新疆小麦品种资源TaLox-B1基因的分布特征.结果表明,在47份(24.10％)材料中扩增出489 bp目标片段,在148份(75.90％)材料中扩增出791bp目标片段;新疆冬小麦品种(系)LOX高活性TaLox-B1a基因的分布频率(36.36％)远远高于春小麦(8.24％).其中110份新疆冬小麦品种(系)中,地方品种TaLox-B1a基因的分布频率为0(0/7);引进品种(系)为33.33％(10/30);自育品种(系)为41.10％(30/73).85份新疆春小麦品种(系)中,地方品种TaLox-B1a基因的分布频率为4.55％(1/22);引进品种(系)为0(0/23);自育品种(系)为15.00％(6/40).研究发现,新疆早期育成的小麦品种受地方品种和引进品种的影响较大,LOX低活性TaLox-B1b基因比例较高;近期育成的小麦品种受育成品种的影响较大,LOX高活性TaLox-B1a基因比例较高.     

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。     

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。     

小麦 TaWIN1基因的克隆和表达分析

14-3-3蛋白家族在植物生长发育和逆境胁迫响应中发挥着重要作用。 TaWIN1基因是小麦14-3-3基因家族成员之一,为了进一步了解该基因的功能,本研究以普通小麦中国春为材料克隆了 TaWIN1基因并进行了生物信息学分析和表达分析。结果表明, TaWIN1基因含有801 bp的开放阅读框,编码266个氨基酸,含有完整的14-3-3蛋白家族结构域;该基因的编码蛋白为酸性蛋白,不具有跨膜区,可能定位于细胞质;进化分析显示,小麦TaWIN1蛋白与大麦14-3-3E、二穗短柄草GF14-D的亲缘关系最近; TaWIN1基因在小麦不同发育时期和不同组织中均有表达,但在10 mm幼穗中的相对表达量最高,其次为苗期叶片和旗叶,在根中表达量最低;根中 TaWIN1基因在干旱、高温、低温和盐胁迫下均显著上调表达;叶片中 TaWIN1基因在干旱、低温和盐胁迫下均显著上调表达,而在高温下则显著下调表达。     

小麦 TaCSL1基因的克隆及表达模式分析

Clavaminate Synthase-Like（CSL）是生物体内的一种氧化还原酶,可催化氨基酸羟基化。为初步了解小麦CSL基因并探究其相关生物学功能,利用同源克隆的方法,以拟南芥 At3g21360（GenBank Accession：NC_003074.8）基因CDS序列为探针搜索小麦基因组核酸序列数据库,得到小麦A、B、D三个亚基因组上的部分同源基因序列。对上述三条序列的全长与编码区进行克隆和测序,经生物信息学分析,发现这三个基因编码的蛋白属于CSL家族。命名该基因为 TaCSL1,来自A、B、D三个亚基因组的部分同源基因分别命名为 TaCSL1-3A、 TaCSL1-3B、 TaCSL1-3D。实时荧光定量PCR分析表明,这三个部分同源基因在小麦不同生长发育阶段和不同组织部位均有表达,除叶鞘组织外,其相对表达水平在各时期叶片中均高于其他组织。分析该基因在小麦不同生长发育时期叶片的相对表达水平发现,该基因的相对表达量在幼苗期至孕穗期持续提高,抽穗期显著下降,开花后再次提高,生育末期降低。就三个部分同源基因的表达水平而言, TaCSL1-3A相对表达量均较低,而 TaCSL1-3B的相对表达量在孕穗期之前最高, TaCSL1-3D在孕穗期之后最高。本研究明确了 TaCSL1的时空表达特征,可为深入研究小麦氨基酸羟基化过程和植物抗病机理研究提供新思路。     

小麦矮秆基因 Rht-B1b和 Rht-D1b的检测及其验证

为研究矮秆基因 Rht-B1b、 Rht-D1b在小麦品种中的分布及其对株高的影响,以3个小麦群体（中国冬麦区白粒小麦品种、中国小麦历史品种、春小麦育种材料）共321份小麦品种为材料,检测矮秆基因 Rht-B1b和 Rht-D1b的分布频率,并分析比较它们对春小麦育种材料株高的影响。结果表明,在检测的321份材料中,共有193份材料含有 Rht-B1b矮秆基因,分布频率为60.1%,其中,中国冬麦区白粒小麦品种、中国小麦历史品种、春小麦育种材料中含有 Rht-B1b矮秆基因的材料分别有29、77和87份,分布频率分别为 34.5%、72.6%和66.4%;共有135份材料含有 Rht-D1b矮秆基因,分布频率为42.1%,其中,中国冬麦区白粒小麦品种、中国小麦历史品种、春小麦育种材料中含有 Rht-D1b 矮秆基因的材料分别有41、21和73份,分布频率分别为48.8%、19.8%和55.7%;共有78份材料同时含有 Rht-B1b和 Rht-D1b矮秆基因,分布频率为 24.3%,其中,中国冬麦区白粒小麦品种、中国小麦历史品种、春小麦育种材料中同时含有 Rht-B1b和 Rht-D1b矮秆基因的材料分别有15、17和46份,分布频率分别为17.6%、15.9%和35.1%。对已被鉴定株高表型的91份春小麦育种材料进一步分析发现,同时携带 Rht-B1b和 Rht-D1b矮秆基因的材料株高较低。     

陕西小麦品种（系）脂肪氧化酶活性基因的遗传多态性分析

为给小麦品质改良提供理论依据,利用1A染色体上QLpx.caas1-AL位点的标记Xwmc312及基于4B染色体上TaLOX-B1位点开发的显性互补功能标记LOX16和LOX18,对173份陕西小麦品种(系)进行检测,分析LOX活性基因的遗传多态性。在QLpx.caas1-AL位点,所检测的陕西小麦品种(系)存在Xwmc312-227、Xwmc312-235和Xwmc312-247三种等位变异类型。其中,Xwmc312-227类型有54个,占31.21%;Xwmc312-235类型有31个,占17.92%;Xwmc312-247类型有88个,占50.87%。在TaLOX-B1位点,所检测的品种(系)存在TaLOX-B1a和TaLOX-B1b两种等位变异。其中,TaLOX-B1a类型有39个,占22.54%;TaLOX-B1b类型有134个,占77.46%。两个位点在陕西小麦中存在6种等位变异的组合类型,其总体分布比例不同,以Xwmc312-247/TaLOX-B1b组合类型品种(系)的分布比例最高(41.0%),其次为Xwmc312-227/TaLOX-B1b(19.6%)、Xwmc312-235/TaLOX-B1b(16.8%)、Xwmc312-227/TaLOX-B1a(11.6%)和Xwmc312-247/TaLOX-B1a(9.8%),而以Xwmc312-235/TaLOX-B1a组合类型品种(系)的分布比例最低(1.2%)。6种等位变异组合类型的分布比例在陕西不同麦区也存在差异。在陕西小麦中,低LOX活性等位变异品种(系)的比例明显高于高LOX活性等位变异品种。     

甘肃春小麦八氢番茄红素基因的等位变异

为研究我国小麦面粉色泽形成的分子机理,利用功能标记YP7A、YP7A-2、YP7B-1、YP7B-2、YP7B-3、YP7B-4、YP7D-1和YP7D-2对来自我国甘肃省的62份春小麦主栽品种Psy1位点的等位变异类型进行了检测,并对其黄色素含量进行了测定。结果表明,在Psy-A1位点共发现有Psy-A1a和Psy-A1b两种基因型,其频率分别为64.52%和35.48%;在Psy-B1位点共发现有Psy-B1a、Psy-B1b、Psy-B1c、Psy-B1d四种等位变异类型,其分布频率分别为54.84%、38.71%、4.84%和1.61%;在Psy-D1位点除墨引1号没有扩增条带之外,其余材料基因型均为Psy-D1a。进一步分析表明,参试材料中共有7种基因型组合,分别为Psy-A1a/Psy-B1a/Psy-D1a、Psy-A1a/Psy-B1b/Psy-D1a、Psy-A1b/Psy-B1a/Psy-D1a、Psy-A1a/Psy-B1c/Psy-D1a、PsyA1b/Psy-B1b/Psy-D1a、Psy-A1a/Psy-B1d/Psy-D1a和Psy-A1b/Psy-B1c/Psy-D1a,其分布频率分别为33.87%、25.81%20.97%、12.9%、3.23%、1.61%和1.61%。其中,拥有Psy-A1a/Psy-B1c/Psy-D1a基因型组合的小麦品种黄色素含量显著高于其他基因型组合,而拥有Psy-A1b/Psy-B1b/Psy-D1a基因型组合的小麦品种黄色素含量显著低于其他基因型组合。本研究能够为我国春小麦面粉色泽的遗传改良提供重要信息。     

黄淮麦区（南片）小麦粒重基因 TaGS-D1和 TaCwi-A1等位变异检测及效应分析

小麦粒重是影响小麦产量的重要因素,为了解小麦粒重基因 TaGS-D1和 TaCwi-A1及其等位变异在黄淮麦区（南片）新育成小麦品种（系）中的分布情况,以94份黄淮麦区（南片）新育成小麦品种（系）为试验材料,利用功能标记GS7D、CWI22和CWI21对试验材料中 TaGS-D1和 TaCwi-A1位点的等位变异进行检测,并分析了不同等位基因以及等位基因组合与粒重之间的关系。结果表明,在 TaGS-D1位点,共检测到 TaGS-D1a和 TaGS-D1b两种等位基因,分布频率分别为80.85%和19.15%,含有 TaGS-D1a等位基因的小麦材料的粒重显著高于含有 TaGS-D1b等位基因的材料;在 TaCwi-A1位点,共检测到 TaCwi-A1a和 TaCwi-A1b两种等位基因,分布频率分别为67.02%和32.98%,含有 TaCwi-A1a等位基因的小麦材料的粒重显著高于含有 TaCwi-A1b等位基因的材料;在 TaGS-D1和 TaCwi-A1位点,共检测到 TaGS-D1a/TaCwi-A1a、 TaGS-D1a/TaCwi-A1b、 TaGS-D1b/TaCwi-A1a和 TaGS-D1b/TaCwi-A1b四种等位基因组合,分布频率分别为56.38%、24.47%、10.64%和8.51%,含有 TaGS-D1a/TaCwi-A1a等位基因组合的小麦材料的粒重显著高于具有其余三种等位基因组合的材料,含有 TaGS-D1b/TaCwi-A1b等位基因组合的小麦材料的粒重显著低于具有其余三种等位基因组合的材料。     

春化和光周期基因在陕西小麦品种中的分布

为了解陕西小麦品种中春化基因和光周期基因的分布特点,采用STS标记检测了陕西境内173份小麦品种春化基因Vrn-A1、Vrn-B1、Vrn-D1、Vrn-B3和光周期基因Ppd-D1位点的显性等位变异组成.结果表明,4个春化基因位点显性等位变异在陕西小麦中的平均分布频率不同,顺序为Vrn-D1(38.2%)＞Vrn-B1(16.2%)＞Vrn-A1(1.2%)＞Vrn-B3(0%).春化显性等位变异在陕西境内各麦区的分布频率也不同:归属于北部冬麦区的小麦品种4个春化位点均处于隐性状态;归属于黄淮冬麦区的小麦品种显性等位变异分布比例顺序为Vrn-D1(41.7%)＞Vrn-B1(19.1%)＞Vrn-A1(0%)=Vrn-B3(0%);归属长江中下游麦区的为Vrn-D1( 40.3%)＞Vrn-B1(16.1%)＞Vrn-A1(0%)=Vrn-B3(0%),归属西南冬麦区的为Vrn-D1(54.6%)＞Vrn-A1(18.2%)=Vrn-B1(18.2%)＞Vrn-B3(0%).在光周期Ppd-D1位点,99.4%的品种携带对光周期反应不敏感的显性等位变异Ppd-D1a.陕西境内推广的小麦品种中存在7种春化和光周期基因显性等位变异组合,即Vrn-D1、Ppd-D1a、Vrn-B1/Ppd-D1a、 Vrn-D1/Ppd-D1a、Vrn-A1/Vrn-B1/Ppd-D1a、Vrn-A1/Vrn-D1/Ppd-D1a 和Vrn-B1/Vrn-D1/Ppd-D1a,平均分布频率为0.6%、49.7%、11.6%、32.3%、0.6%、0.6%和4.6%.5个位点显性等位变异组合在陕西境内不同麦区分布也不同:归属于北部冬麦区的检测小麦品种中,均携带单一显性等位变异Ppd-D1a;归属于黄淮冬麦区的小麦品种中,显性等位变异组合出现5种类型,即Vrn-D1、Ppd-D1a、Vrn-B1/Ppd-D1a、 Vrn-D1/Ppd-D1a和Vrn-B1/Vrn-D1/Ppd-D1a,比例分别为1.2%、45.2%、13.1%、34.5%和6.0%;归属于长江中下游冬麦区的小麦品种中存在4种显性等位变异组合类型,即Ppd-D1a、Vrn-B1/Ppd-D1a、 Vrn-D1/Ppd-D1a和Vrn-B1/Vrn-D1/Ppd-D1a,分别占45.2%、14.5%、37.1%和3.2%;归属于西南冬麦区的小麦品种中存在5种类型,分布比例次序为Ppd-D1a(36.3%)=Vrn-D1/Ppd-D1a(36.3%)＞Vrn-A1/Vrn-B1/Ppd-D1a(9.1%)=Vrn-A1/Vrn-D1/Ppd-D1a(9.1%)=Vrn-B1/Vrn-D1/Ppd-D1a(9.1%).这些信息为陕西选育广适性小麦品种提供了依据.