簇毛麦HMW-GS及其启动子基因的克隆与序列分析

利用2对特异引物,从簇毛麦(Dasypyrum villosum)基因组中分离克隆出一个簇毛麦HMW-GS基因VHG-2(GenBank登录号为FJ600492)及其启动子序列VHGp-1(GenBank登录号为FJ600489).VHGp-1序列长度为1 099 bp,从5′至3′方向依次有E-box、N-box、G-box、HMW谷蛋白特异38 bp增强子和TATA-box等典型的HMW-GS基因启动子作用调控元件,说明VHGp-1为簇毛麦HMW-GS的启动子基因.VHG-2序列长度为1 572 bp,具有单一完整的、可编码498个氨基酸的开放阅读框(ORF),该ORF推导的氨基酸序列结构分析表明,编码区依次包含由21个氨基酸残基组成的信号肽、105个氨基酸残基组成的N-末端区、330个氨基酸残基组成的中部重复区和42个氨基酸残基组成的C-末端区;中部重复区主要重复单元为6肽(PQQGQQ)和9肽(GYYPTSP/LQQ);有6个半胱氨酸残基(Cys),其中5个分布在N-末端区,1个分布在C-末端区,第3、4个相邻.这些特征与报道的y-型HMW-GS多肽结构基本一致,说明VHG-2是簇毛麦的y-型HMW-GS基因.系统进化分析表明,簇毛麦HMW-GS启动子序列(VHGP-1)与智利大麦(H.chilense)H基因组的D-hordein基因、拟鹅观草和阿拉善鹅观草St基因组的HMW-GS基因的启动子具有比较近的同源关系,簇毛麦HMW-GS基因(VHG-2)与冰草、拟鹅观草和中间偃麦草的y-型HMW-GS基因具有较近的同源关系.     

小麦-大麦矮秆易位系T2DL·2HS的鉴定

利用形态学、细胞学及分子标记技术对从普通小麦和农家二棱大麦的杂交后代中选育的矮秆种质系WB7-3进行了鉴定。结果表明:WB7-3田间农艺性状较好,且表现为矮秆;根尖细胞染色体数目为2n=42,花粉母细胞减数分裂中期I(PMC MⅠ)染色体构型为2n=21Ⅱ,基因组原位杂交(GISH)未出现杂交信号;位于大麦2H染色体短臂上的特异STS引物ABC454能在WB7-3中扩增出大麦特征条带,表明WB7-3含有大麦2HS的染色体片段;利用210对位于小麦各条染色体上的SSR引物对其进行扩增结果显示,2DS上4对引物(Xgdm35、Xgdm5、Xgwm261和Xgwm455)在WB7-3中有条带缺失,由此确定该小大麦矮秆材料WB7-3是一个2DL/2HS小片段易位系。     

7个冬小麦品种灌浆期抗旱性鉴定指标的综合评价

采用7个冬小麦(Triticum aestivum L.)品种,研究了不同水分处理下部分生理指标和部分农艺性状变化,以各单项指标的抗旱系数作为抗旱性衡量指标,利用主成分分析对其抗旱性进行评价,同时将综合评价值(D值)与抗旱指数(DRI)进行相关性分析。结果表明:(1)与对照相比,干旱胁迫后的超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、相对电导率、丙二醛(MDA)含量、脯氨酸(Pro)含量、可溶性糖含量、胞间CO2浓度(Ci)均有不同程度上升;根系活力、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、株高、穗下节长度、叶面积、穗长、小穗数和穗粒数均下降;过氧化物酶(POD)活性和可溶性蛋白质含量在各品种间变化趋势不尽一致。(2)通过主成分分析综合评价值(D值),供试品种可分为3类:‘晋麦47’和‘小偃22’属于强抗旱型;‘矮抗58’、‘西农979’和‘西农509’属于中等抗旱型;‘郑麦366’和‘郑麦9023’属于弱抗旱型。(3)两种不同干旱胁迫下综合评价值(D值)与抗旱指数均显著相关(r分别为0.768和0.808,p0.05)。     

67份美国小麦种质资源的HMW-GS组成与品质分析

为了挖掘新的种质资源,对引自美国的67份小麦种质材料进行了高分子量麦谷蛋白亚基组成与品质性状分析。HMW-GS组成分析表明,在供试材料中共检测到20种亚基类型和25种亚基组合,表明这批材料的遗传多样性较高。在GluA1位点上,亚基1与2*的出现频率分别为16.4%与35.8%;Glu-B1位点有9个等位变异,其中出现频率最高的为7+9亚基对(47.8%);Glu-D1位点有8个等位变异,以5+10亚基对为主要类型,出现频率高达74.6%。在Glu-B1位点上发现3个不常见亚基7*、8*、8**和3个未知亚基a、b、c,还发现1个未知亚基,暂时将其标记为5*,可能位于Glu-D1位点上。亚基组合类型中,"null,7+8,5+10"的出现频率最高,为22.4%。亚基评分在5~10分之间,平均8.2分,得分在8分及其以上的材料有42份(62.69%),其中得10分的材料有9份(13.43%)。利用DA7200近红外成分分析仪对这批小麦材料的品质性状进行初步分析,结果表明其品质指标较低。这67份美国小麦材料含有的优质亚基比例较高,可作为中间材料以改良我国黄淮麦区小麦品种的亚基组成。     

部分美国小麦种质资源醇溶蛋白遗传多样性分析及其亚基对品质性状的影响

为了解67份美国材料的遗传多样性及其醇溶蛋白亚基对品质性状的影响,利用酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳(APAGE)技术进行醇溶蛋白谱带分析,测定了面团流变学特性及理化品质。结果表明,在67份美国材料中共分离出1332条谱带,49种不同迁移率类型的谱带,大部分谱带具有多态性。单个材料谱带总数变异幅度为13~28。谱带数在α、β、γ、ω4个区的分布存在较大差异。没有发现电泳谱带完全相同的材料。GS值变异范围0.54~0.90,平均值为0.731。在GS=0.607水平上,聚类分析将这67份材料分为6类。49条不同迁移率的谱带中有17条谱带与36项品质性状的相关性达到显著或极显著差异。6条谱带(迁移率为49.6、56.2、56.7、62.2、79.4、86.8)与湿面筋含量、蛋白质含量和沉淀值呈正相关,而迁移率为60.5的谱带与之呈负相关。11条谱带(迁移率为26.5、42.0、49.6、52.5、56.2、56.7、62.2、64.1、72.0、79.4、86.8)与面团稳定时间、面团形成时间、延伸面积等面团流变学特征呈正相关,而迁移率为34.4、47.5、49.0、60.5、69.4、85.4的6条谱带则与之呈负相关。说明供试材料间存在着丰富的遗传多样性以及与优质品质相关的谱带,为进一步利用这67份种质资源和优质小麦品种的选育提供了理论依据。     

小麦干尖叶的遗传研究初报

小麦干尖叶是近年在小麦育种中所发现的一种叶部坏死性状,直接影响小麦的产量。本文以具有干尖叶与正常叶这一相对性状的部分小麦品种(系)为基本材料,采用正反杂交、正反回交及杂种后代分析和异源细胞质替换,首次对干尖叶的遗传及性状传递规律进行了研究。结果表明:干尖叶性状与一般杂种坏死与黄化截然不同, 并非仅杂种所具有,能作为纯系稳定遗传; 其表型受核内一对主效显性基因所控制,即使采用异源细胞质替换, 以特定质核互作也难以克服这一性状的对外表达,只有通过杂交与后代选择,纯化与稳定隐性正常叶方可克服。 Abstract:In this paper,the inheritance and transmission law of the character for wheat leaf-tip necrosis were firstly investigated with the contrasting character of leaf-tip necrosis and normal leaf in wheat varieties for basic test materials by reciprocal crosses and backcrosses,hybrid progeny analysis and aliencytoplasm substitution.The results indicated that the wheat leaf-tip necrosis is abviously different from the hybrid necrosis and hybrid chlorosis.It is not only expressed in hybrid but also stable inheritance as pureline.Its phenotype is conditioned by a pair major dominant gene.It is not overcome even if special interaction of nucleus-cytoplasm after alien cytoplasm substitution.Only be the varieties or lines with normal leaf obtained by crossing and selecting stable normal leaf character with recessive gene.     

孕穗期低温对冬小麦生理生化特性和产量的影响

为明确孕穗期低温对小麦生理生化特性和产量的影响,以‘小偃22’等5个冬小麦品种为材料,对其在低温（2±1） ℃胁迫下叶片中超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、丙二醛(MDA)含量、相对电导率、可溶性糖含量、脯氨酸含量和可溶性蛋白含量等生理指标进行测定,并测定单株产量。结果表明:（1）与对照相比,低温胁迫24 h和48 h后,供试品种叶片SOD活性、POD活性、CAT活性、MDA含量、相对电导率、可溶性糖含量和脯氨酸含量均显著增加,而可溶性蛋白含量显著降低。（2）低温胁迫使各品种单株籽粒产量和单株穗粒数显著下降,但对小穗数和千粒重的影响不大。（3）经隶属函数分析,‘小偃22’、‘矮抗58’和‘西农509’属于抗寒性较强的品种,而‘郑麦9023’和‘郑麦366’为抗寒性较弱的品种,这与它们在试验中的籽粒产量表现相符。研究发现,与抗寒性弱的小麦品种相比,抗寒性强的品种在相同低温下具有相对较高的保护酶活性、较强的渗透调节物质积累能力和较低的质膜破坏程度,这是其在低温胁迫后能维持较高产量的生理基础。     

滨麦低分子量谷蛋白亚基（LMW-GS）基因的分离与序列分析

采用PCR方法,从滨麦(Leymus mollis)基因组中分离出8条LMW-GS基因序列.核苷酸序列分析表明,序列GQ169791在起始密码子上游包含318 bp的启动子序列,该序列包含-300元件、GCN4 motif、种子贮藏蛋白盒等基因特异表达的顺式或反式作用调控元件.推导的氨基酸序列分析表明,8条序列的编码区依次有信号肽,N-末端区,中部重复区和C-末端Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区等典型LMW-GS多肽一级结构特征;序列HQ416909、HQ416914和HQ416915具有单一完整的开放阅读框(ORF);序列GQ169791、HQ416910、HQ416911、HQ416912和HQ416913在中部重复区和C-末端区出现了4个或5个提前终止密码子,推断其为假基因.8条序列都含有8个或9个半胱氨酸残基(C),N-末端区起始氨基酸序列为METSRIPG-或METTRIPG-,推断其为LMW-m型LMW-GS基因.系统进化分析表明,8条序列与华山新麦草(Psathyrostachys huashanica)LMW-GS基因(HM475146,GQ223386)和野大麦(Hordeum brevisubulatum)的B-hordein基因(AY695368)具有相对较近的同源关系.该研究为挖掘利用滨麦LMW-GS的基因提供了理论依据,对小麦品质改良具有一定参考价值.     

二角山羊草细胞质小麦雄性不育系的育性特异性分析

利用大量小麦亲本材料和优良品种(系)与具有粘果、易变、偏凸和二角山羊草细胞质的小麦雄性不育系杂交,并对其杂交F1过氧化物同工酶进行了分析,结果表明：(1)二角山羊草细胞质与小麦核内的遗传物质组成两个不同的核质互作不育系统,粘、易、偏型不育系育性基本表现一致,而二角型不育系除了与前三种不育系具有相同的1BL／1RS保持系以外,对某些小麦近缘植物的杂交后代材料还表现出育性特异性。(2)粘、易、偏和二角型同核异质不育系5-1及其与V9125杂交F1过氧化物同工酶分析表明,粘、易、偏和二角型不育系5-1过氧化物同工酶带型基本表现一致,粘、易、偏不育系5-1与V9125杂交F1过氧化物同工酶带型基本表现一致,而二角型不育系5-1杂交F1过氧化物同工酶则表现出酶带减少变弱。     

APAGE技术在小麦细胞质雄性不育系选育中的应用研究

利用大量小麦亲本材料和优良品种(系)与具有粘果、易变、偏凸和二角山羊草细胞质的小麦雄性不育系杂交,筛选出一系列保持系。利用APAGE(酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳)技术对其进行了醇溶蛋白电泳图谱分析,发现大部分保持系表现出1BL/lRS易位系的1RS醇溶蛋白标记位点GldlB3。利用细胞学镜鉴,发现含有GldlB3标记位点的保持系均只含有两个随体,而不含有GldlB3标记位点的保持系均含有4个随体,证明了GldlB3标记位点与两个随体数的一致性。粘、易、偏型不育系育性基本表现一致,而二角型不育系除了与前3种不育系具有相同的保持系以外,对某些小麦品种(系)还表现出育性特异性。同时还讨论了ANGE技术在快速筛选小麦细胞质雄性不育保持系中的作用,为非1BL/1RS不育系的选育提供了必要的手段。