人工合成小麦高分子量谷蛋白亚基组成分析及新亚基的发现

利用十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳技术(SDS-PAGE)对106份人工合成小麦(2n=6x=42,AABBDD)的高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)组成进行了分析。共检测到27种亚基类型,其中Glu-D1位点上的变异类型最为丰富,发现了包含一种未知亚基及新的亚基组合在内的18种不同类型。分析发现:Glu-A1,Glu-B1和Glu-D1三个位点均编码与小麦面包烘烤品质密切相关的优质亚基类型,如2*,7 8,14 15,5 10,5 12亚基。因此,本批材料可能对小麦的品质改良具有重要的应用价值。     

小麦新种质YW243抗条锈病新基因的AFLP标记

小麦新种质YW243抗条锈病新基因对条锈菌具有较宽抗谱，对26个不同毒性谱的条锈菌菌系免疫到近免疫，与已知基因系抗病谱不同，可能为新的基因或基因组合。遗传分析表明，YW243对条锈菌条中31号小种的抗性由显性单基因YrX控制。通过BSA法对1056对MseI/EcoRI AFLP引物进行筛选，结果表明7对引物可扩增出多态性片段，通过对F2群体单株遗传连锁分析和作图软件分析，结果表明，2个AFLP 标记M54E63-700、M54E64-699与YrX连锁较紧密、遗传距离为9.27 cM，为该基因的精细作图和分子标记辅助育种打下了一定基础。     

抗大麦黄矮病毒的一个小麦抗源的特点

从普通小麦与中间类麦(Th.intermedium)的杂交后代中衍生了抗大麦黄矮病品系,中国的中4就是这样一种品系。对被侵染幼苗病毒积累量测定的结果表明,中4抵抗大麦黄矮病毒(BYDV)的两种不同血清型。普通小麦(2n=42)和中4(2n=56)的F_1杂种有49条染色体,与其亲本相比带毒水平中等。细胞学和分子杂交研究表明:中4BYDV的抗性基因位于中间类麦的E染色体组和X染色体组中的7对非小麦染色体上。     

CIMMYT玉米项目的新进展

中国农业科学院作物所赴墨西哥国际玉米小麦改良中心(CIMMYT)综合考察组,于1988年10月4～24日对该中心进行了考察。本期摘要发表考察报告的玉米部分,下期将刊登麦类部分,以供读者了解CIMMYT研究动态。     

中间偃麦草SGT1基因的克隆及其抗病功能的分析

为了探索中间偃麦草SGT1基因在小麦抗病反应中的应用潜力,采用RT-PCR和RACE方法克隆出中间偃麦草SGT1基因,命名为TiSGT1。该基因编码蛋白具有SGT1蛋白典型的功能域结构,与大麦SGT1序列高度同源。通过基因重组技术构建了TiSGT1的高效组成型表达载体,通过基因枪法将该载体转化到小麦品种扬麦12基因组中。对转基因植株PCR、Southern杂交与RT-PCR分析表明,TiSGT1基因可在T0、T1和T2代转基因小麦中遗传和表达。黄矮病、白粉病抗性鉴定结果表明,SGT1的超量表达可以提高小麦对黄矮病、白粉病的抗性,TiSGT1可以作为小麦广谱抗病性改良的潜在基因资源。     

人工合成小麦CI191抗条锈病基因的鉴定及分子标记定位

抗病性鉴定结果表明,硬粒小麦-粗山羊草人工合成小麦CI191(CPI/GEDIZ/3/GOO//JO69/CRA/4/AE.SQ629),对我国曾经或现在流行的小麦条锈菌生理小种CY28、CY29、CY30、CY31、CY32和水源11致病类型4表现免疫或近免疫。基因推导结果显示,CI191对条锈菌的反应型不同于24份已知抗条锈病基因品种(系),对21个条锈菌生理小种表现抗性,对条锈病菌生理小种86107表现感病反应型(IT3)。对CI191/铭贤169杂交组合的正交、反交的F1材料以及F2代群体进行抗病鉴定与遗传分析,结果表明,CI191对条锈菌小种CY31的抗性受细胞核内的显性单基因控制。利用集群分离分析法(BSA)和简单重复序列(SSR)分子标记分析,发现7个SSR标记与YrC191连锁。构建了包含YrC191的SSR标记遗传图谱,其中Xbarc240与YrC191共分离,Xcfd65、Xbarc187、Xgwm18、Xgwm11位于Xbarc8与YrC191的同侧,与YrC191间遗传距离3.2cM,Xbarc8与YrC191间遗传距离为1.6cM,Xwmc419位于YrC191另一侧、遗传距离为3.1cM。根据SSR分子标记的遗传图谱和在中国春的缺体-四体和双端体的定位结果,将YrC191定位到小麦染色体1BS上。YrC191基因的4个SSR标记和Yr26的1个STS标记可以明显地区分YrC191与染色体1BS上的其他抗条锈病基因,如Yr24、Yr26/YrCH42、Yr10、Yr15和YrC142等。     

大麦和小麦抗病性的分子基础研究进展

抗病性是大麦和小麦不可或缺的重要性状。本文介绍了大麦和小麦的抗病分子基础研究进展:从大麦和小麦分离出的抗病基因编码蛋白的结构具有相似性及独特性;从大麦中鉴定、分离出抗病基因介导、激活防御反应所必需的一些附加基因,并发现在双子叶植物与禾谷作物的抗病防御反应中一些信号传导基因具有保守性,有利于对大麦和小麦抗病信号传导途径的理解和同源基因的分离;从大麦和小麦中分离出病原诱导表达的一些防卫基因。本文讨论了利用已克隆的抗病基因结构保守性和比较基因组学进一步分离克隆大麦和小麦抗病基因的潜力与限制以及利用克隆的抗病基因进行生物工程育种的可能性与局限性;还提出了今后发展方向,即不仅将继续深入研究显性单基因的分子机制,还将揭示持久的多基因抗性和广谱的非寄主抗性的分子基础。     

利用差异显示技术克隆小麦抗白粉病相关基因的研究

对小麦—簇毛麦抗病易位系进行差异显示分析,以期获得小麦抗白粉病基因的分子克隆。根据已克隆植物抗病基因的保守域,设计了简并引物,与锚定引物组合,对抗病诱导的小麦抗白粉病易位系进行了差异显示分析,共获得10个差异片段,其中两个片段R3-1和8C1.3-6Northern杂交为阳性。将这两个片段克隆后进行了测序,序列分析结果为两个新序列,GenBank登录号分别为AF498271和AF498272。R3-1没有发现同源性较高的植物基因序列,发现8C1.3-6与Sphenostylisstenocarpa 类几丁质酶基因有同源性。     

利用分子标记解析小麦新种质YW243的抗锈病基因

 【目的】对兼抗条锈病、秆锈病、叶锈病、黄矮病、白粉病等5种病害的小麦新种质YW243中抗锈病基因的组成和来源进行解析。【方法】通过系谱推断，利用了抗条锈病基因Yr9、YrX、Yr2、Yr1以及抗秆锈病基因Sr31的特异PCR标记和醇溶蛋白蛋白质电泳图谱，分析YW243及其部分相关亲本材料丰抗8号、丰抗13、陕7859中相关的抗条锈病基因和抗秆锈病基因的有无，解析YW243中抗锈病基因的组成。【结果】YW243含有抗条锈病基因Yr1、Yr2、Yr9、YrX，抗秆锈病基因Sr31、抗叶锈病基因Lr26。Yr1源于亲本陕7859或丰抗13，Yr2源于陕7859或丰抗8号或丰抗13；YrX源于丰抗13；Yr9 、Sr31和Lr26源于陕7859或丰抗8号中。【结论】解析了YW243中抗条锈病基因和抗秆锈病基因的组成，证明YW243是一个含有Yr1、Yr2、Yr9、YrX、Sr31等抗锈病基因的多基因聚合体，这些基因特异的SSR，STS特异标记可用于检测多基因聚合体YW243中目标基因，为在抗锈育种中利用、选择YW243的抗锈基因提供了快捷方法。     

中间偃麦草RAR1基因的分离及其在小麦背景中的功能分析

 【目的】RAR1是大麦抗白粉病基因和多种植物抗病（resistance, R）基因介导的抗病信号途径中的重要信号元件。为明确RAR1在小麦抗白粉病反应中的作用，为小麦广谱抗病分子育种提供基因资源，开展了本研究。【方法】采用生物信息学技术、RT-PCR和RACE方法分离克隆中间偃麦草RAR1基因，通过酶切和连接构建该基因的单子叶高效表达载体，采用基因枪法转化小麦，对转基因小麦植株进行分子检测、表达分析和抗病鉴定。【结果】分离克隆出中间偃麦草RAR1基因，其编码蛋白具有典型的RAR1功能结构域；构建了中间偃麦草RAR1基因的单子叶高效表达载体pUBI∷RAR1；用基因枪法轰击小麦推广品种扬麦12幼胚愈伤组织1 545个，获得152株再生植株，通过PCR检测出阳性植株18株，转化率为1.17%；对T1、T2代转基因材料进行PCR检测、RT-PCR分析和白粉病抗病鉴定，结果表明转入的RAR1基因能够在小麦背景中遗传，RAR1基因的超量表达可提高小麦对白粉病菌的抗性、拓宽小麦的抗病谱。【结论】分离出中间偃麦草RAR1基因，RAR1基因在小麦中超量表达可提高小麦对白粉病菌的抗性、拓宽其抗病谱，可以作为小麦白粉病广谱抗性分子育种的潜在的重要基因资源。