部分山东小麦高分子量谷蛋白1Bx14亚基特异PCR标记分析

在1Bx14亚基的基因序列的基础上,选取不同位点设计特异引物,从中筛选出了一对引物,对HMW-GS在Glu-Bx1位点已知的10个小麦品种进行了PCR扩增。结果表明:凡具有1Bx14亚基的4个品种都能扩增出一条1256bp左右的特异带,而不具该亚基的品种则未能扩增出这一特异带。用这一特异标记对山东省种植面积较大的40个品种进行PCR检测,发现仅有5个品种携带1Bx14亚基。该标记可用于检测小麦品种在这一位点的亚基组成,与SDS-PAGE相比,可显著提高检测的准确性和效率。     

紫色丘陵区土壤养分空间变异特征研究——以重庆市铜梁县为例

为了解紫色丘陵区土壤养分含量分布及空间变异特征,对因地制宜施肥给予科学指导,笔者利用地统计学方法,以重庆市铜梁县为例,对紫色丘陵区土壤中速效氮、磷、钾、有机质及土壤pH进行空间分布变异特征研究。结果表明：速效氮、磷、钾及有机质的均值分别为105.86 mg/kg、7.19 mg/kg、81.31 mg/kg、22.89 g/kg,均属于中低等水平;土壤pH主要集中在6.5附近,土壤偏酸性。土壤有效磷变异系数最大,为77.61%;其次是速效钾、有机质和碱解氮,均属于中等变异性强度;相对而言,pH分布最为稳定,变异系数为17.78%。从空间插值图可知,碱解氮含量大都在114.42~148.39 mg/kg之间变化;有效磷含量基本都小于14.35 mg/kg;速效钾分布最不规律,约1/2区域的速效钾含量在60.56~74.82 mg/kg之间;有机质含量则主要集中分布在15.27~33.77 g/kg;大部分地区土壤pH在5.2~6.5之间,进一步说明该区域土壤偏酸性。     

簇毛麦新型HMW-GS的序列分析及加工品质效应鉴定

利用设计的HMW-GS特异引物,从簇毛麦TA10220中克隆到6条HMW-GS基因序列(1.0~1.7 kb, GenBank登录号为KF887414~KF887419),比普通小麦HMW-GS基因序列小,其中KF887414~KF887417为能正常表达的基因,KF887418和KF887419是编码区出现终止信号的假基因。综合推导氨基酸的序列分析以及基于编码蛋白全序列、N-端和C-端域的进化树分析,认为KF887414属于y型HMW-GS,KF887415~KF887419的氨基酸序列同时具有x和y型的结构特征。将具有完整编码区的4个基因在宿主菌Escherichia coli Rosetta-gami B(DE3)中经IPTG诱导表达,通过SDS-PAGE分析表达的蛋白质和种子提取的HMW-GS,经Western blot进一步检测表达产物,证明蛋白质表达成功。通过His-Trap HP柱纯化表达蛋白,回收产物经SDS-PAGE分析后,低温冷冻干燥备用。将冷冻干燥的回收产物加入中国春基础面粉中,利用微量掺粉试验通过测定粉质参数来鉴定簇毛麦来源的HMW-GS对面粉品质的影响,结果表明,簇毛麦来源的4个HMW-GS对于面粉加工品质具有显著的正向效应。     

陇东地区部分冬小麦品种(系)HMW-GS的组成与遗传变异分析

本实验通过SDS-PAGE技术,对陇东地区部分冬小麦品种(系)的高分子量谷蛋白亚基组成及亚基组成频率进行了分析.结果表明陇东地区冬小麦品种(系)存在16种亚基组合类型,以N,7+8,2+12亚基含量丰富,其出现频率占品种(系)总数的36.50%,而含5+10亚基的亚基组合类型只有3种,仅占品种(系)数量的9.62%.Glu-1位点遗传多样性单一,Glu-A 1位点仅有2种等位变异形式,N亚基频率最高(71.15%);Glu-B 1位点有4种等位基因变异形式,7+8亚基频率最高(59.62%);Glu-D 1位点上有6种等位基因变异形式,2+12亚基频率最高(61.54%).通过对地方品种、育成品种(系)和引进品种HMW-GS组成比较发现,地方品种亚基的组成类型呈现出组成单一,优质亚基少的特点;而外引品种和育成品种亚基类型较为丰富,且包含一定数量的优质亚基.     

施氮时期对小麦籽粒HMW-GS积累及GMP粒度分布的影响

在225 kg hm^-2施氮水平下, 设置起身肥(SE, GS 30), 拔节肥(JT, GS 32)和孕穗肥(BT, GS 41) 3个追施氮肥处理(底追比1:1), 研究了追肥时期对强筋小麦济南17和弱筋小麦鲁麦21籽粒HMW-GS积累和GMP粒度分布的影响。结果表明, 两品种籽粒HMW-GS于花后14 d均已形成, 济南17籽粒HMW-GS和GMP含量均高于鲁麦21, 说明强筋小麦具有较强的谷蛋白积累能力。济南17成熟期籽粒HMW-GS和GMP含量以SE处理最高, 施氮时期后移其含量呈下降趋势。JT处理显著提高鲁麦21灌浆中后期HMW-GS的积累速度, 延长HMW-GS的快速积累期。济南17 SE处理和鲁麦21 JT处理的籽粒x型亚基(1、4或5、7)在灌浆中后期的积累速率显著提高。追肥时期对y型亚基的积累速率无显著影响。追氮时期后移均提高两品种籽粒GMP小颗粒的(粒径<12 μm)体积和表面积百分比, 降低大颗粒(粒径>100 μm)体积和表面积百分比。济南17粒径>12 μm的GMP颗粒数目百分比因追氮时期后移而增加, 鲁麦21粒径>12 μm的GMP颗粒数目百分比则降低。含4+12亚基的强筋小麦济南17比含5+10亚基的弱筋小麦鲁麦21偏向于更高的大颗粒体积比例, 说明亚基间的聚合和GMP颗粒的分布不仅与亚基类型有关, 而且与单位面粉中亚基的含量密切相关。     

簇毛麦1V染色体SSR标记的筛选

选用位于普通小麦1A、1B、1D染色体上的32对微卫星引物对普通小麦中国春、簇毛麦、6个中国春-簇毛麦二体附加系和1个普通小麦-簇毛麦二体代换系进行SSR分析,发现引物Xgwm498在簇毛麦中扩增出2条长分别为110 bp和190 bp的片段（即Xgwm498/110和Xgwm498/190）, 这两个片段仅在簇毛麦、中国春-簇毛麦1Ha附加系中出现,其余2Ha、     

北部旱地冬麦区部分冬小麦胚乳贮藏蛋白HMW-GS的遗传变异分析

采用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)生化标记,对北部旱地冬麦区的74份普通小麦品种(系)进行高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)组成进行了分析,并按照Payne等的评分方法计算其Glu-1位点的品质得分.结果表明:74个品种(系)中存在7种亚基变异类型和9种亚基组合类型.在7种亚基中,Glu-A 1位上null的出现频率最高(87.84％);Gly-B1位上主要为7+8亚基(70.27％);Glu-D1位染色体上主要以2+12亚基存在(82.43％).在9种亚基组合类型中以null、7+8、2+12出现频率最高,占供试材料的55.41％;其次为null、7+9、2+12的亚基组合,5+10亚基则多出现在上世纪70～80年的一些育成品种中.以外,陇东地区冬小麦品种(系)的品质评分为4～10分,平均得分较低,为6.16分.     

基于EST-PCR的簇毛麦染色体特异分子标记筛选及应用

为定位、转移和利用簇毛麦有益基因, 通过花粉辐射, 获得一批包括小麦-簇毛麦易位染色体的异染色体系。为了鉴定这批材料中的簇毛麦染色体身份, 根据水稻、小麦的EST序列合成了240对STS引物, 其中34对引物在普通小麦中国春与簇毛麦间存在多态性;进一步对亲本及簇毛麦二体异附加系进行PCR扩增分析, 标记CINAU32_-300可追踪簇毛麦1V染色体, 标记CINAU33_-280、CINAU34_-510、CINAU35_-1100、CINAU36_-380和CINAU37_-400可追踪簇毛麦2V染色体, 标记CINAU38_-250可追踪簇毛麦3V染色体, 标记CINAU39_-950和CINAU40_-800可追踪簇毛麦4V染色体, 标记CINAU41_-745和CINAU42_-1050可追踪簇毛麦5V染色体, 标记CINAU44_-765和CINAU45_-495可追踪簇毛麦7V染色体。加上本室已开发的2个6V染色体特异标记, 用这些簇毛麦特异分子标记鉴定辐射诱导材料的部分回交后代, 选育出小麦背景中只包含单条簇毛麦染色体的整套1V至7V染色体系, 同时有18条易位染色体的簇毛麦身份得到确定, 表明这些标记可以用来快速检测普通小麦背景中的簇毛麦染色体或染色体片段。     

簇毛麦6V染色体短臂特异分子标记的开发和应用

为开发簇毛麦6V染色体短臂特异的分子标记,并利用这些标记对缺失系进行鉴定,选用11个RGA和17对STS引物进行多态性分析,其中1个RGA引物和1对STS引物在对普通小麦扬麦5号、簇毛麦及普通小麦-簇毛麦6VS/6AL易位系进行多态性分析时,分别检测到一条约1 000 bp和约800 bp的多态性片段,将这两个标记转化为稳定的特异性分子标记,分别命名为CINAU17-1086和CINAU18-₇₂₃。运用这两对引物对一系列材料进行扩增,只有含6V染色体短臂的材料才能扩增出相应的特异条带,表明这两个标记均位于簇毛麦6VS上。进一步利用簇毛麦6VS缺失添加系、易位系将CINAU17-₁₀₈₆标记定位在簇毛麦6VS FL0.58与FL0.70之间,将CINAU18-₇₂₃标记定位在簇毛麦6VS FL0.45与着丝粒之间。利用这两个特异标记对通过花粉辐射获得的部分簇毛麦6VS结构变异材料进行PCR鉴定,其结果与细胞学鉴定结果一致。CINAU17-₁₀₈₆和CINAU18-₇₂₃标记可用来快速检测和追踪导入普通小麦背景中的簇毛麦6VS染色体片段,并对缺失系的断点进行了初步界定。     

不同土壤条件下山农12小麦籽粒HMW-GS积累及GMP粒度分布特征

在沙壤、中壤和黏壤3种质地土壤条件下,以优质强筋小麦品种山农12为材料研究了小麦强势与弱势籽粒高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)积累特征及其与谷蛋白大聚合体(GMP)粒度分布的关系。结果表明,3种质地土壤上,小麦强、弱势籽粒HMW-GS花后14 d均已形成,强势粒HMW-GS含量明显高于弱势粒,说明强势粒具有较强的HMW-GS积累能力。小麦籽粒HMW-GS含量和GMP含量均表现为黏壤土>中壤土>沙壤土,说明黏壤土有利于HMW-GS的积累。小麦GMP粒径分布范围在0.37~245 μm之间;数目分布呈单峰曲线,体积和表面积分布呈双峰曲线。小麦强势粒GMP>100 μm颗粒数目百分比和体积百分比均显著高于弱势粒,强势粒具有更多的大粒径GMP颗粒。小麦HMW-GS含量和GMP含量与<10 μm和<100 μm GMP 颗粒体积百分比均呈显著或极显著负相关,与>100 μm GMP颗粒体积百分比呈显著或极显著正相关,说明大粒径GMP颗粒具有较高的HMW-GS含量。     

利用SDS-PAGE和AS-PCR标记鉴定簇毛麦HMW-GS基因

本研究通过SDS-PAGE和AS-PCR标记对簇毛麦HMW-GS进行鉴定,对于快速鉴别导入到普通小麦中的簇毛麦HMW-GS和改良普通小麦品质具有重要意义。利用SDS-PAGE对中国春、钱尼、簇毛麦、6个中国春-簇毛麦二体附加系、普通小麦-簇毛麦3V异代换系进行HMW-GS组成分析,进一步确定簇毛麦HMW-GS基因位于1V染色体。根据已发表的普通小麦HMW-GS基因序列同源性比较结果,设计了3对分别扩增普通小麦x-型亚基基因、y-型亚基基因以及所有HMW-GS基因的特异引物。经过对簇毛麦HMW-GS基因进行扩增发现,这3个AS-PCR标记都能很好地鉴别簇毛麦HMW-GS编码基因,并从分子水平上把簇毛麦HMW-GS基因定位于簇毛麦1V染色体上。     

1Dx5亚基特异PCR标记在小麦品质性状群体改良中的应用

利用1Dx5亚基特异PCR标记对改良品质性状的Ta1小麦轮回选择群体C₄进行了分子检测，并通过SDS-PAGE电泳对其结果的验证，以探讨群体5亚基基因型的组成及其特异PCR标记用于轮回选择的可行性。结果表明：（1）1Dx5亚基特异PCR标记在具有1Dx5亚基的单株中均扩增出450 bp的基因片段，生化标记检测也证明所有能扩增出450 bp片段的单株均含有5亚基的条带，分子标记与生化标记结果一致，而且PCR扩增结果的重复性好。说明1Dx5亚基特异PCR标记的选择准确率高，完全可用于Ta1小麦群体改良中1Dx5亚基基因型的检测；（2）构建的轮回选择群体C₄中携带1Dx5亚基的优质基因型比例高，达56.81％，且大都伴随与之连锁的10亚基出现。生化检测表明群体中同时产生5＋12稀有亚基和14＋15与5＋10的聚合体。     

小麦F4籽粒中Glu-1基因的遗传多态性

采用10％SDS—PAGE方法分析JY97—1／blosky和JY97—2／blosky各10个株系100个单株500粒F4籽粒的高分子量麦谷蛋白亚基(HMW—GS)组成，结果表明：1．Glu—D1位点的5 10，5 12的遗传在JY97—1／blosky后代中符合一对相对基因的分离。2．JY97—2／blosky后代HMW—GS组成类型变异极其丰富。在G1u—A1，G1u—B1和G1u—D1三个位点上分别检测到2，9和6种不同的亚基类型，在Glu—A1位点上1亚基和null的频率分别为52．85％和47．15％；Glu—B1位点上的变异最丰富，出现20；7 8 9；6 8等七种新的等位基因类型；Glu—D1位点存在2 5 10；2 12，5 10；5 12等四种新的等位基因类型。最优亚基组合1，7 8，5 10的比例为11．84％。3．两个组合中Glu—B1b或及Glu—B1c的不完全表达率分别为2．07％和1．9％。     

小麦高分子量麦谷蛋白亚基多重PCR扩增体系的建立

小麦的加工品质与小麦高低分子量麦谷蛋白的组成和含量密切相关,特别是Glu-1位点编码的高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)的组成和含量.其中与好的加工品质相关的优质亚基如1Dx5、1Ax2*和1Bx7OB(over-expression)特异的分子标记已经被建立并应用于品质改良的分子育种.本研究的目的在于通过摸索PCR反应组分和循环参数对多重PCR反应结果的影响,建立一次反应能够同时鉴定1Ax2*、1Bx7OE和1Dx5亚基的多重PCR反应体系.结果表明:反应体系中的三种亚基的引物浓度比例和反应的Tm值是多重PCR成败的关键因素,当引物浓度比例为1Dx5:1Bx7CEL:1Ax2*=0.1:0.2:0.3或1Dx5:1Bx7OE:1Ax2*=0.1:0.2:0.4,Tm=60℃时1Ax2*、1Bx7OE和1Dx5亚基的多重PCR结果最好.利用HMW-GS的多重PCR的方法可以快速高效的鉴定多个亚基,可以进行小麦品质育种的复合分子标记辅助选择.     

小麦编码高分子量谷蛋白亚基基因的转化

以小麦的幼穗和幼胚作为转化受体,首次用抗除草剂草甘麟的EPSPs基因作为选择标记,通过基因枪法共转化,将小麦编码高分子量谷蛋白亚基的基因1Dx5和1Dy10转移到普通小麦京花1号中,获得33株再生植株,经PCR初步检测有12株同时扩增到了3个处在不同质粒上的外源基因EPSPs, 1Dx5和1Dy10的目标片段。将部分PCR检测为阳性的转化体     

施氮量对小麦籽粒HMW-GS及GMP含量动态的影响

采用SDS-PAGE电泳和切胶比色进行亚基定量的方法,研究施氮量对2个小麦品种胚乳部分HMW-GS和GMP积累的影响。结果表明,高蛋白小麦品种徐州26在花后14 d HMW-GS就开始形成,低蛋白品种宁麦9号在花后21 d才开始形成。增施氮肥对小麦灌浆前期HMW-GS的形成作用不明显,而有利于徐州26 HMW-GS积累速度的提高和HMW-GS快速积累期的     

小麦地方品种高分子量谷蛋白亚基多样性分析

采用SDS-PAGE方法,对我国9个麦区的76份代表性地方品种的高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)组成比较分析,并探讨其与环境因素(平均海拔、年平均降雨量和年平均温度)的相关性。结果表明,25.0%的品种具有异质性,分别包含2~4种不同HMW-GS组合;在Glu-1位点共检测到14个等位变异,其中Glu-A1、Glu-B1和Glu-D1等位变异数分别为2、7和5;发现了3个新等位变异,包括Glu-B1位点2个和Glu-D1位点1个。所有等位变异构成16种不同的亚基组合类型,以(N, 7+8, 2+12)为主,频率为69.7%。在Glu-1位点上,不同麦区遗传多样性分布存在一定的不均衡性,年平均降雨量和年平均温度与麦区多样性指数呈负相关。推测环境压力可能是地方品种多样性地区分化的重要因素。     

N基因标记基因PCR检测方法的建立及其在遗传育种中的应用

烟草的N基因是一个较为有效的抗烟草花叶病毒(tobacco mosaic virus,TMV)基因,在抗病育种中发挥着重要的作用。为建立其标记基因PCR检测体系,评估已知目的基因cDNA序列作为分子标记的目的基因辅助育种的可行性,本文依据N基因cDNA序列设计4对扩增范围在150～950bp的不同片段长度引物,并对含有N基因的coker176基因组DNA进行PCR扩增。扩增结果表明,有3对可扩增出特异产物。测序结果表明,有2对引物的扩增产物含有内含子。根据所获得的DNA序列设计出2对用于分子标记辅助育种的引物,并分别对C151、NC89、coker176等11个品种的基因组DNA进行扩增,结果表明在coker176、龙江912、吉烟9号和龙江911品种中有扩增产物,除龙江911外,这一结果与已知的N基因在11个品种的分布相一致,成功建立了N基因PCR检测体系,并证明以cDNA序列设计引物扩增DNA序列的目的基因辅助育种技术完全可行。并对实验中出现的问题进行了研究。     

转基因植物中选择标记基因的控制策略

近年来,转基因植物中的选择标记的安全性问题引起公众关注,如何消除选择标记,培育无选择标记基因的转基因植物已成为基因工程研究的热点。本文系统介绍了通过共转化、转座子、染色体内重组和位点特异性重组消除选择标记及用正向选择标记基因代替负向选择标记基因手段培育无选择标记的转基因植物的发展策略。     

表型与分子标记相结合分析130份糖用甜菜种质的遗传多样性

旨在对甜菜种质进行比较系统的遗传多样性分析与遗传距离分析。将表型与分子标记相结合,从3 个角度分析了130 份甜菜种质的遗传多样性,并对种质进行了遗传距离的分析。130 份甜菜种质表现出比较丰富的遗传多样性,其中22 项描述性性状的多样性指数在0.0451~1.1867 之间,平均值为0.8559;23 项数值型性状的变异系数在2.94%~594.84%之间,平均值为59.10%;34 个SSR标记的多态性信息含量在0.1289~0.7847 之间,平均值为0.4887。联合使用形态标记与分子标记计算遗传距离,将130份种质分成了5个近缘组,相邻组间产糖量、块根锤度、根腐病病情指数3项性状均有显著差异。结果表明被分析的甜菜种质遗传多样性比较丰富,遗传距离分析结果有生物学意义,可为种质创新工作提供参考。