野生二粒小麦醇溶蛋白遗传多样性分析

为了进一步开发野生二粒小麦遗传资源，丰富我国小麦改良的遗传基础，对来自以色列16个地区的133份野生二拉小麦醇溶蛋白位点的遗传多样性进行了分析，并对其与务锈病抗性和播种～抽穗天数的关系进行了分析。结果发现，供试的133份野生二粒小麦共有122种谱带类型，电泳共分离出77务不同的带纹；谱带在α、β、γ、ω四个区差异较大，分别为38、83、72和87种，表明野生二粒小麦的醇溶蛋白具有较丰富的遗传多样性。比较分析发现，野生二粒小麦醇溶蛋白的遗传多样性与材料的来源地有关；来源于同地区的材料间务锈病抗性及播种～抽穗天数均较为接近，而且条锈病抗性和播种～抽穗天数与醇溶蛋白的遗传距离均有一定关系。     

新疆布顿大麦(Hordeum bogdanii Wilensky)叶绿体基因组PCR-RFLP分析

利用7个叶绿体基因组(cpDNA)的PCR标记对32份新疆布顿大麦(Hordeum bogdanii Wilensky)进行了分析。结果表明，在7个叶绿体基因组PCR标记中，均能得到1条清晰的扩增产物，且扩增产物直接电泳均无多态性。利用HinfⅠ、HhaⅠ、HaeⅢ和RsaⅠ等4种限制性内切酶消化后，在所有28种标记／酶组合中，共有2个标记(rbcL和trnS-psbC)的6种酶组合(占21．4％)能检测到多态性。在28种标记／酶组合，共检测到83条扩增片段，其中14条(占16．9％)具有多态性。叶绿体基因组PCR-RFLP标记揭示的32份新疆布顿大麦间遗传距离值变化范围为0～0．080，平均值为0．030。利用叶绿体基因组PCR-RFLP标记遗传距离系数，采用UPGMA法构建了32份新疆布顿大麦间的遗传关系聚类图。结果表明，利用7个叶绿体基因组STS-PCR标记的28种标记／酶组合不能将所有供试的32份新疆布顿大麦区分开。     

利用RAMP和ISSR标记分析大麦种质资源的遗传多样性

 利用RAMP和ISSR两种标记分别对60份大麦种质资源遗传多样性进行了检测。结果发现，两种标记都能揭示材料间较高的遗传多样性，其中ISSR标记多态性又高于RAMP标记。在RAMP分析中，每个引物可扩增出1～10条DNA片段，平均为5.27条；22个RAMP引物共扩增出116条DNA片段，其中98条具有多态性，多态性比率（PPB）为84.48%；平均多态信息量（PIC）为0.277；每个位点有效等位基因数（Ne）为1.602；材料间遗传相似系数GS变化范围为0.551～0.965，平均值为0.830。在ISSR分析中，每个引物可获得1～10条DNA片段，平均为5.95条；19个ISSR引物共扩增出113条DNA片段，其中111条具有多态性，多态性比率（PPB）为98.23%；平均多态信息量（PIC）为0.427；每个位点有效等位基因数（Ne）为2.033；材料间遗传相似系数GS变幅为0.203～0.931，平均达0.676。聚类分析表明，两种标记都能将供试材料完全区分开，聚类结果具有一定的相似性，但也存在明显差异。Mantel检测表明，这两种标记极显著相关（r = 0.346, t = 2.808）。     

矮败蓝标型小麦的选育

利用蓝粒太谷核不育硬粒小麦附加系89—2343(AABB 4D／4E)与普通小麦7739—3(2n=42)杂交、回交所产生的蓝粒可育株与白粒矮败材料杂交、回交，育成了一份矮败蓝粒小麦附加系(2n=43)。选用13份遗传背景不同的白粒普通小麦与之杂交、回交，育成了13份矮败蓝粒小麦。对13份矮败蓝粒后代的粒色和育性分离进行分析，蓝粒矮败不育株占22.1％，白粒非矮秆可育株占77．7％．可能表明蓝粒基因、Ms2和Rht10均位于附加染色体上，且连锁紧密；但不同轮回亲本，矮败蓝粒的传递率有差异。     

节节麦高分子量谷蛋白Dx5~t+Dy12~t亚基组合中Dy12~t亚基的序列测定与分析

为了认识节节麦5t+12t亚基品质表现突出的分子基础,利用SDS-PAGE分析研究了该亚基组合中12t亚基的电泳迁移率并克隆和测序了该亚基基因。结果表明,该12t亚基在SDS-PAGE上的电泳迁移率与普通小麦中的Dy12具有一致的电泳迁移率,但与Dy10的电泳迁移率差异明显。而氨基酸序列比较结果显示,12t亚基的分子序列与Dy10的相似程度非常高,二者仅存在4个氨基酸的替换,而它与Dy12的分子序列存在较大的差异,不但包括12个氨基酸的替换,同时包括2个六肽氨基酸和另外4个氨基酸部位的插入和缺失变化。本研究结果表明,节节麦高分子量谷蛋白Dx5t+Dy12t亚基赋予小麦优良加工品质的主要原因可能与12t亚基与小麦Dy10非常相似,导致这一亚基组合更倾向与Dx5+Dy10有一定关系。     

野生二粒小麦HMW-GS特异性及其对小麦的可利用性研究

对来自以色列的133份野生二粒小麦进行SDS-PAGE检测发现,其高分子谷蛋白亚基具有较高的遗传多样性。在Glu-A1和Glu-B1两个位点共有18种可确定的亚基变异类型,其中,A位点上的亚基1、2和B位点上的亚基7+8与17+18品质评分为3分(出现频率分别为59.4%和12.78%)。同时,出现了在普通小麦中不表达的1Ay亚基和许多普通小麦所稀有或缺乏的特异亚基类型,如1、7+9、17+18、7+8、7+8、7+9、7+8等,而且在22份材料中出现了9种未命名的新亚基类型。比较研究表明,高分子谷蛋白亚基的表达与材料的来源地有关。用具有1Ay亚基的材料与栽培小麦“川农16”杂交,在分离世代F2中检测到了1Ay亚基的存在。据此认为,可望将野生二粒小麦中诸如1Ay的特异高分子量谷蛋白亚基导入栽培小麦,这对拓宽小麦品质遗传基础,改良小麦加工品质具有重要意义。     

野生二粒小麦低分子量谷蛋白基因序列分析

根据低分子量谷蛋白亚基(LMW-GS)基因编码区保守序列设计引物,用PCR方法从蛋白质含量低至13.17%的D81和高达27.20%的D42 2份野生二粒小麦(Triticumdicoccoides)中克隆得到2个LMW-GS基因序列LMW-D81和LMW-D42(GenBank上的序列号分别为FJ461691和FJ461690)。它们具有小麦低分子量谷蛋白基因的典型结构特征,其长度分别为1053bp和1011bp,并分别编码350和336个氨基酸残基的成熟蛋白。LMW-D42和LMW-D81的氨基酸序列估算分子量分别为38kDa和39kDa,说明二者均为C型亚基编码基因。LMW-D42和LMW-D81的N-末端序列都为METSHIP-,表明这2个C型亚基编码基因归属LMW-m型。同源性比对和聚类分析揭示,LMW-D81和LMW-D42均属于Glu-B3位点编码基因。LMW-D42和LMW-D81的核苷酸序列和推导的氨基酸序列一致性分别为93.94%和92.57%。与LMW-D81相比,LMW-D42除发生了22处间断性的碱基替换外,还存在一段42个碱基的缺失。对推导氨基酸序列进行的二级结构预测显示,LMW-D81和LMW-D42的蛋白质二级结构高度一致。其α-螺旋主要位于信号肽和C-末端,少量的α-螺旋和不规则卷曲构成了N-末端。大多数不规则卷曲位于重复区,仅有的一段β-折叠则出现在C-末端。同时,它们的编码区均具有分布一致的8个半胱氨酸残基,且第一和第七个半胱氨酸残基均位于无规则卷曲中。这些结构特点对小麦加工品质改良具有一定意义。     

T1BL.1RS易位染色体对小麦籽粒蛋白质含量的影响

以三交组合 (10 -A/ 88- 16 43/ /川育 12号 )的F9代群体的 5 3个稳定株系为供试材料 ,研究了T1BL .1RS易位染色体对小麦籽粒蛋白质含量的影响。结果表明 ,T1BL .1RS易位系的平均籽粒蛋白质含量极显著高于非易位系。在易位系群体内 ,籽粒蛋白质含量与穗粒数和千粒重间具有显著的简单相关 ,与千粒重间具有显著的偏相关 ;而在非易位系群体内 ,籽粒蛋白质含量与所测农艺性状及经济性状间的简单相关和偏相关均不显著。这些结果说明 ,T1BL .1RS易位染色体不但影响籽粒蛋白质含量 ,而且还对籽粒蛋白质含量与部分经济性状间的简单相关和偏相关具有影响作用。     

HMW-GS基因的遗传转化与小麦品质改良

小麦高分子量谷蛋白亚基(HMW GS)的组成类型及相对含量与面筋的弹性和强度直接相关,决定面粉的烘烤品质。目前,应用转基因技术将HMW GS基因(主要为1Ax1、1Dx5和1Dy103个亚基基因)导入普通小麦,获得转基因株系。对转基因株系进行检测,发现导入的HMW GS基因在转化植株中均过量表达。对其品质进行测定表明,面团弹性、强度、稳定时间等多个品质性状都有所改善。我国小麦品种品质普遍较差,利用转基因技术提高优质亚基的表达数量,转入外源优质亚基,可能将是我国小麦,尤其是南方小麦品质遗传改良的有效途径之一。     

应用PCR技术研究四川小麦品种特异性位点遗传多样性

采用PCR技术对四川省近50年来年推广面积达66700hm2(100万亩)以上的40个小麦品种特异性位点(即STS-PCR标记)的遗传多样性进行了研究。13对STS-PCR引物和26种引物-酶组合中,92 3%的引物和88 5%引物-酶组合能揭示小麦品种间的多态性。在检测到的92条DNA片段中,86 96%具有多态性,平均每种引物-酶组合检测到3 08条(变幅为1～8条)。这些品种间遗传相似系数(GS)变幅为0 478～0 989,平均GS值为0 753。STS-PCR标记遗传距离聚类分析能将40个品种相互区分开,其结果与亲缘关系较一致。各年代品种间GS值变化趋势表明,从60年代后四川小麦品种的遗传多样性呈明显的下降趋势。