Wx-1基因变异和优质HMW-GS组合对中筋小麦品质的影响

高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)和Wx蛋白是两个影响小麦理化品质和制成品品质的重要因素。为研究HMW-GS和Wx基因变异对小麦理化品质、面条感官评分和质构特性的影响,以镇麦9号和扬糯麦1号为亲本的2个高代系为试验材料,研究了优质HMW-GS 5+10及Wx基因缺失对小麦理化品质及面条加工品质的效应。结果表明,品系1与品系2的湿面筋含量和SDS沉淀值与镇麦9号相近,但显著好于扬糯麦1号。相较于镇麦9号,品系1与品系2的直链淀粉含量分别降低了1.5%和2.5%,其峰值黏度和稀懈值均显著高于镇麦9号,膨胀势也高于镇麦9号。5+10亚基显著提高了面条质构参数中的硬度和咀嚼性,而Wx基因缺失显著提高了面条的软硬度评分和光滑性评分。综合来看,具有5+10亚基和 Wx-D1缺失型的品系2具有较高的SDS沉淀值、面团形成时间和稳定时间、较低的直链淀粉含量、较高的峰值黏度、稀懈值和膨胀势,蛋白质和淀粉综合品质表现较好。品系2面条总评分最高,显著高于镇麦9号和扬糯麦1号,其主要体现在适中的面条软硬度和较好的光滑性。推测Wx基因缺失和优质HMW-GS聚合可显著提高小麦淀粉品质和蛋白质品质,有效改善面条的蒸煮品质和感官评分。     

抗赤霉病小麦地方品种的贮藏蛋白分析

采用A-PAGE和SDS-PAGE方法,对来自不同地方的23个抗赤霉病小麦地方品种的醇溶蛋白和谷蛋白亚基进行了分析。结果表明,在A-PAGE电泳分析中,23个供试品种具有23种不同的醇溶蛋白带型,共分离出39条相对迁移率不同的谱带,其中31条具有多态性,占86.8％,每份材料可电泳出14～23条带,存在着广泛的等位基因变异。在SDS-PAGE电泳分析中,出现了9种不同的高分子量谷蛋白亚基及6种亚基组合类型,优质亚基及亚基组合所占的比例较少,品质评分较低,其变幅为5～9分,平均为6.8分。     

小麦籽粒谷蛋白大聚合体粒度分布特征及对氮素的响应

为了给小麦品质改良提供依据,以强筋小麦品种藁城8901和弱筋小麦品种山农1391为材料,设置不同氮素水平,研究了籽粒谷蛋白大聚合体(GMP)颗粒粒径分布特征及对氮素水平的响应.结果表明,小麦籽粒GMP颗粒粒径范围为0.375～200 μm.GMP颗粒体积分布总体上呈双峰曲线变化,＜12 μm的GMP颗粒体积百分比为11.2％～45％,＞12 μm的GMP颗粒体积百分比为55.0％～88.8％.与弱筋小麦山农1391相比,强筋小麦藁城8901有较高比例的＞12 μm颗粒.GMP颗粒数目分布表现为单峰分布,＜4 μm和＜12 μm的颗粒数目百分比分别为97.5％～98.0％和99.9％,表明小麦GMP颗粒中绝大多数为＜4 μm的小颗粒.在施氮0～240 kg·hm-2范围内,随着施氮量的增加,＜12 μm颗粒体积百分比显著降低,12～90 μm、＞90 μm颗粒体积百分比增加,说明适量施氮能够显著提高GMP大、中颗粒比例.过量氮素不利于小麦籽粒谷蛋白大聚合体的形成.     

盐胁迫下植物光系统Ⅱ的光谱学和蛋白质亚基研究进展

光系统II(Photosystem II,PSII)是光合作用光反应过程重要的光合膜蛋白复合体。本文介绍了组成PSII的核心复合物(Photosystem II core complex,PSIICC)和外周天线复合物(Light harvesting complex,LHCII)的亚基名称、组成、分子量和聚集状态。重点介绍了盐胁迫对不同植物PSII光谱学及亚基组成和表达的影响,而盐生植物和非盐生植物在光谱学和蛋白质组成和表达上对盐胁迫的响应是不同的。这对于了解盐生植物在高盐渍环境下,维持PSII的结构与稳定,从而保持较高的光能利用效率具有重要意义。     

小麦 Glu A1位点1亚基和Null亚基间品质效应的差异

为了解小麦Glu-A1位点1亚基和Null亚基间的品质效应差异,用郑麦9405/郑麦98//周麦16配制杂交组合,利用系谱法辅助生化标记连续多代选择后得到纯合的1亚基和Null亚基的近等基因系,并对近等基因系1亚基和Null亚基间的面筋特性和粉质特性进行了测定和分析.结果表明,对于面筋指数、形成时间、稳定时间和粉质质量指数,1亚基的贡献明显大于Null亚基,1亚基比Null亚基的面筋指数、形成时间、稳定时间和粉质质量指数分别提高9.79％、68.73％、25.89％和13.99％,成组数据的t测验显示差异达到极显著水平(P值分别为0.007、0.000、0.002和0.006),亚基效应为1亚基＞Null亚基;对于湿面筋含量、干面筋含量和吸水率,1亚基和Null亚基的贡献无明显差别,成组数据t检验显示差异不显著(0.978、0.654和0.206).     

我国春麦区部分小麦品种品质状况分析

1999年将 38份春小麦品种 (品系 )种植于内蒙古呼和浩特 ,对其磨粉品质和面包烘烤品质进行了评价。结果表明 ,我国春小麦品种的面包烘烤品质较差 ,不同地区品种间品质差异较大 ,辽宁和内蒙品种的磨粉品质和面包烘烤品质优于其它地区的品种。回归分析表明 ,蛋白质含量和单位蛋白质含量的面包体积决定了面包体积总变异的 99.9% ,硬度、沉淀值和吸水率对面包总分有重要作用。品种的出粉率主要取决于 1心槽路出粉率 ,2心和 1皮槽路出粉率对出粉率贡献也较大。高分子量麦谷蛋白亚基 (HMW GS)Glu A1和Glu D1位点的等位变异与品质性状密切相关。面包烘烤品质的改良应在分析HMW GS的基础上 ,将硬度作为选择指标之一 ,适当提高蛋白质含量 ,重点加强对沉淀值的选择     

以谷蛋白GluA-2信号肽增强外源蛋白在转基因水稻胚乳中的表达与积累

提高外源蛋白在特定目标组织器官中的表达量是转基因植物研究与开发的核心技术之一。谷蛋白是水稻种子中最主要的贮藏蛋白,其表达具有严格的时空特异性。为进一步研究谷蛋白信号肽序列在指导基因表达中的作用,本研究克隆了水稻谷蛋白Glu A-2基因的启动子及其信号肽编码序列,并与GUS报告基因编码区融合,构建了分别含有和不含有信号肽的表达载体p13GG和p13GSG;经农杆菌介导法分别转入同一水稻品种中,获得了20多个独立转化子,PCR证明外源基因都已整合进了水稻基因组中。Northern杂交结果表明,融合Glu A-2信号肽编码序列可显著提高GUS基因在水稻胚乳中的转录;利用GUS特异的抗体进行Western杂交分析,显示该信号肽序列可显著提高外源蛋白在转基因水稻胚乳中的积累,但是其所指导表达的GUS蛋白在水稻胚乳中并没有表现出相应的活性,其机制有待进一步深入解析。相关结果对于水稻品质改良基因工程研究以及以水稻种子作为生物反应器高效表达外源蛋白具有重要的指导作用。     

利用SDS-PAGE鉴定转基因小麦HMW-GS的表达类型和后代遗传

采用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)在蛋白质水平上对T2～T5代小麦转基因株系高分子量谷蛋白亚基(HMW—GS)的遗传表达及其分离进行了鉴定和分析。结果发现，外源1Dx5和1Dy10基因在T2代部分株系中表达；在有的株系中出现了原亚基(8亚基)的缺失或沉默和新亚基(暂定8^*)的产生，因而检测出2 5 10 12，2 5 7 8^* 10 12，5 7 10，2 7 10 12的多种类型。对2 5 10 12型株系进行了多代跟踪分析，发现其在T2～T5代陆续发生分离，存在于不同单株、不同单穗的子粒和同一单粒后代之间。经筛选，获得了天然不存在的亚基类型为2 5 10 12，2 10 12，2 5 12等稳定表达的种质创新株系。     

普通小麦-Elymus rectisetus衍生系的细胞学鉴定及其特征特性研究

利用细胞学方法对2个普通小麦-Elymus rectisetus(Nees in Lehm)A.Lve et Connor衍生系1059A1和1063A1进行了鉴定,并对它们的细胞学稳定性、白粉病抗性、高分子量麦谷蛋白亚基组成和植物学性状进行了研究。2个衍生系在形态学和细胞学上已经基本稳定,根尖体细胞含有44条染色体,花粉母细胞减数分裂中期I(PMC MI)染色体构型为2n=22Ⅱ,与普通小麦亲本Fukuhokomugi杂交F1PMC MI染色体构型为2n=20Ⅱ 3Ⅰ。结果表明,它们均为普通小麦-E.rectisetus异代换-附加系。白粉病抗性鉴定结果表明,2种异代换-附加系高感白粉病。2种异代换-附加系及亲本的SDS-PAGE分析表明,它们的高分子量麦谷蛋白亚基组成与Fukuhokomugi相同。     

大豆(Glycine max) GmDREB5互作蛋白GmGβ1的筛选及鉴定

从大豆(Glycine max)中克隆了一个与抗逆相关的DREB (Dehydration Responsive Element Binding Protein) 基因GmDREB5。功能分析证明, GmDREB5基因能够显著提高烟草的抗旱性和耐盐性。为了筛选GmDREB5的互作蛋白, 采用酵母双杂交系统以GmDREB5蛋白73~226位氨基酸区段为诱饵筛选干旱处理的大豆cDNA文库, 发现一个互作蛋白含有保守的WD40结构域, 与棉花(Gossypium hirsutum)和水稻(Oryza sativa)的G蛋白β亚基分别具有61%和52%的同源性, 说明蛋白可能是一类新的大豆G蛋白β亚基, 将其定名为GmGβ1。将GmDREB5与GmGβ1共转化酵母菌株AH109, 转化的酵母能够在四营养缺陷型培养基上(SD/ trp- leu- his- ade-)正常生长, 而对照不能生长; 同时, 共转化的酵母能够激活LacZ报告基因的表达, 证明GmGβ1与GmDREB5之间存在相互作用。表达特性分析表明, GmGβ1基因受干旱、低温、高盐等胁迫和激素ABA处理的诱导而表达, 证明GmGβ1不仅参与植物对非生物胁迫的响应, 同时参与对GmDREB5蛋白水平的调控。