小麦PPO活性基因等位变异的区域分布研究

为了解中国不同生态区小麦种质资源籽粒多酚氧化酶(PPO)活性基因的等位变异的差异与分布,利用小麦PPO活性基因的功能标记PPO16、PPO29与PPO18,检测了来自中国7个不同生态麦区的379份小麦种质资源的等位变异和分布差异。结果表明:(1)在2AL染色体该基因位点有2种等位变异类型:Ppo-A1a(高PPO)和Ppo-A1b(低PPO),其频率分别为51.5%和48.5%。(2)在2DL染色体该基因位点有3种等位变异类型:Ppo-D1a(低PPO)、Ppo-D1b(高PPO)和Ppo-D1ab(中间型),其频率分别为57.8%、32.5%和9.8%。(3)该基因在2AL和2DL染色体上的位点变异有6种不同类型的组合:Ppo-A1a/D1a(中间型)、Ppo-A1a/D1b(高PPO)、Ppo-A1a/Ppo-D1ab(中间型)、Ppo-A1b/D1a(低PPO)、Ppo-A1b/D1b(中间型)和Ppo-A1b/Ppo-D1ab(中间型),其中,与低PPO活性相关的基因型组合Ppo-A1b/D1a的频率为25.6%。(4)小麦PPO活性基因不同变异类型在各生态区的分布存在明显差异,基因型Ppo-A1b在北部冬麦区和西南冬麦区的比例较大,基因型Ppo-D1a在黄淮冬麦区和北部冬麦区的比例较大,基因型组合Ppo-A1b/D1a在北部冬麦区的比例较大。研究认为,结合采用分子标记辅助选择(MAS),有利于小麦籽粒外观品质的遗传改良和新品种选育。     

小麦穗发芽鉴定方法的比较与分析

穗发芽是小麦生产中较为严重的灾害之一,易受外界环境的影响,一旦发生不仅会影响产量,而且还会严重影响小麦的品质,因此培育抗穗发芽的小麦品种至关重要。该研究通过对65份小麦材料进行穗发芽试验,比较分析了小麦穗发芽抗性的常用方法,即籽粒发芽法、整穗发芽法和大田穗发芽法。结果表明:三种方法之间均呈极显著正相关关系,而且在1%水平上均存在极显著性差异;发芽指数与籽粒发芽率的相关性最高,能够更好地评价小麦材料的休眠特性,但不能得出材料的总体抗性;籽粒发芽法和整穗发芽法的变异程度相对较小,试验条件更易控制,可作为小麦穗发芽抗性评价的简易方法;多数参试材料的平均籽粒发芽率平均整穗发芽率平均大田穗发芽率,且三者差异程度均达到极显著水平,这说明麦穗的外部结构及外部环境对小麦穗发芽的影响显著。因此,籽粒发芽法可以从休眠性方面,对小麦种子资源进行初步筛选;整穗发芽法可用于穗发芽抗性的进一步鉴定和验证,评价小麦材料穗发芽的综合抗性;大田穗发芽法较易受自然条件的影响、变异程度较大,其结果可以作为室内发芽试验的参考数据。     

小麦抗穗发芽研究进展

穗发芽严重影响小麦品质和产量。种子自身休眠特性、α-淀粉酶活性、α-淀粉酶抑制剂、迟熟α-淀粉酶活性、种皮颜色、颖壳抑制物以及穗部形态等,均是影响小麦穗发芽的重要因素,其中对子粒休眠特性和α-淀粉酶活性的研究较为深入。位于第3染色体组上的R基因、休眠基因以及4AL上的Phs基因均与小麦穗发芽密切相关。已开发出一些与穗发芽抗性相关的分子标记,其中位于第3部分同源群的三重R基因和位于3B染色体的STS标记Vp1B3,以及位于3A染色体的主效QTL位点QPhs.ccsu-3A.1均可直接用于穗发芽抗性的筛选。本文对以上内容进行了详细论述,并就今后如何提高小麦穗发芽抗性进行了讨论。     

冬小麦穗发芽抗性及其遗传研究

1987—1989年在人工模拟降雨室对123个小麦品种进行了成熟期穗发芽抗性鉴定。重点研究了13个品种的穗发芽率、籽粒发芽率、籽粒含水量,籽粒吸水速率和α-淀粉酶活性的动态变化。并通过6个抗性不同品种的双列杂交,初步探讨了穗发芽抗性的遗传特点。结果表明:红粒品种普遍抗穗发芽,但白粒品种中也存在不少抗源;开花后35—40天是鉴定穗发芽抗性的适宜时期;这个对期的仔粒吸水速率阳α-淀汾酶活性是抗性鉴定的可靠指标;穗发芽抗性是遗传性状,存在母、子体抗性因子互作效应。     

RSP抗穗发芽基因育种利用研究初报

利用农艺性状优良、优质的红粒小麦品种绵阳11以及2个白粒、极易穗发芽(常年穗发芽在50%以上)的小麦品系YY2和88-1643与穗发芽抗性来源于长休眠节节麦的人工合成小麦RSP杂交,对3个组合的F2单株和F3株系的穗发芽测试,从RSP×绵阳11中筛选出15个与RSP相当的纯合抗性株系和27份穗发芽接近0的F3单株;从RSP×YY2和RSP×88-1643组合中共筛选出5份穗发芽在7%以下的白粒株系.这些株系或单株相对于RSP的高秆、晚熟等不利性状已有较大改良,为节节麦抗穗发芽基因向优质或白粒小麦转移研制出了更容易利用的中间材料.     

黄淮麦区小麦子粒多酚氧化酶活性基因等位变异的分子检测

摘要: 籽粒多酚氧化酶（Polyphenol oxidase,PPO）活性是造成面粉以及面制品褐变的主要因素,了解不同小麦品种籽粒PPO活性基因的等位变异情况,有助于遗传改良中提高面制品的外观品质。本研究利用2A染色体上Ppo-A1的标记PPO18以及2D染色体上Ppo-D1的标记PPO16和PPO29检测该基因在118份黄淮麦区小麦品种中的等位变异。结果表明：在Ppo-A1位点,48.3％的小麦品种含Ppo-A1a（高PPO活性）型等位基因,51.7％的小麦品种含Ppo-A1b（低PPO活性）型等位基因,Ppo-A1a和Ppo-A1b两者之间的差异达到显著水平（P﹤0.05）。在Ppo-D1位点,55.1％的小麦品种含Ppo-D1a（低PPO活性）型等位基因,44.9％的小麦品种含Ppo-D1b（高PPO活性）型等位基因,Ppo-D1a和Ppo-D1b两者之间的差异也达到显著水平（P﹤0.05）。在Ppo-A1和Ppo-D1两个位点共检测到Ppo-A1a/Ppo-D1a（中间型PPO活性)、Ppo-A1a/Ppo-D1b（高PPO活性）、Ppo-A1b/Ppo-D1a（低PPO活性）、Ppo-A1b/Ppo-D1b（中间型PPO活性）四种变异组合类型,分布频率分别为28.8％、19.5％、26.3％和25.4％,彼此之间的差异均达到显著水平（P﹤0.05）。总体来看,这三个基因特异性标记可以快速、准确和方便的检测籽粒PPO基因的不同等位变异。此外,本研究检测出部分材料具有低PPO活性,可为选育具有低PPO活性的小麦品种提供有用信息。     

小麦白粉病抗性基因的聚合及其分子标记辅助选择

采用了在早代进行抗性鉴定、淘汰感病株、保留抗病株继续种植、较晚世代（F4代）进行抗性鉴定结合分子标记辅助选择的策略,提高了选到聚合抗性植株的效率。利用与Pm2、Pm4α、Pm8、Pm21紧密连锁或共分离的RFLP标记和PCR标记（SCAR标记）,对含有这些基因的优良品系间配制的杂交组合的F4代进行了分子标记辅助育种选择,并结合抗性鉴定,筛选到14株Pm4α Pm2I的植株,16株Pm2 Pm4α的植株,6株Pm8 Pm21的植株。应该引起注意的是,Pm2 Pm4α对混合白粉病菌的抗性达到高抗至免疫水平,而Pm2和Pm4α单独存在时抗性较差,表明聚合抗病基因植株的抗性提高了,为培育具有持久性抗性的品系或品种提供了新思路,它在实践和理论研究上都将具有重要意义。     

基因Dx5+Dy10的分子标记选择对后代产量分布的影响

对利用分子标记筛选出两个组合的不同世代不同摹因Dx5 Dy10构成类型随机群体的产量分布进行了研究,结果表明,在杂交后代和回交后代中,单株、株行或株系在上下代和同一世代不同基因组成类型之间的产量分布特性基本一致;同一组合相同世代不同基凶类型之间的随机群体平均产量非常接近,无显著差异。早代目标基因分子标记选育不会改变当代和后代产量的分布;能否在品质性状筛选同时获得产量潜力较高的材料,关键在于能否从优质后代群体中选择出丰产潜力较高的材料;同时也与亲本产量潜力的高低密切相关。在改良高产小麦品种品质性状中,回交法比杂交法更有利。     

小麦HMW-GS 1Bx14基因特异标记体系的建立

比较1Bx14及其它已知HMW-GS基因的启动子和编码区,根据其不同点设计出1Bx14基因特异扩增引物。以8种已知HMW-GS组成的小麦DNA为模板进行PCR扩增。结果表明：具有1Bx14亚基的品种扩增出1条400bp左朽特异条带。结合该特异标记和已报道的1Dx5特异标记对2个F2杂交群体进行检测,从184个F2单株中筛选出111个同时含有1Bx14和1Dx5基因的单株。该研究结果可为种质鉴定和亚基整合育种提供参考。     

普通小麦、斯卑尔脱小麦、密穗小麦和轮回选择后代材料ISSR分子标记遗传差异研究

首次采用ISSR（Inter-Simple Sequence Repeat)分子标记,对我国北方冬麦区普通小麦（14份）、斯卑尔脱小麦（10份）、密穗小麦（11份）和一批以外源小麦为主要血缘的优良轮回选择后代（12份）共47份材料进行了遗传差异研究,以探讨拓宽杂交小麦育种亲本遗传基础的途径,并分析利用ISSR分子标记构建小麦杂种优势群的可行性。所用11个ISSR引物在47份材料中共扩增出238条带,其中208条具有多态性,占总数的87．4％。每个引物可以扩增出11－38条多态性带,平均为18．8条。比较分析发现,不同类型材料群体内的ISSR多态性都很高,其中以普通小麦最高（80．3％）,轮回选择后代次之（78．7％）,斯卑尔脱小麦（75．0％）和密穗小麦（74．9％）相对较小。遗传距离（GD）计算结果表明,不同类型材料群体间的平均遗传距离在0．3115－0．3442之间,明显高于不同类型材料群体内的GD平均值（0．2351－0．2743）,特别是轮回选择后代材料与普通小麦、斯卑尔脱小麦和密穗小麦之间也具有较大的遗传差异,平均遗传距离分别为0．3217、0．3256和0．3198。聚类结果显示,普通小麦、斯卑尔脱小麦、密穗小麦和轮回选择后代材料明显划分为4大不同类群。斯卑尔脱小麦、密穗小麦以及外源小麦（含国内）为主要血缘的轮回选择后代单独聚在一起,是与其他材料明显不同的一个新的类群,表明利用轮选择方法创建新的小麦杂种优势群是可行的。另外,仅利用11个ISSR引物就能将所有供试的47份材料明显区分开来,并准确地确定各个基因型之间的遗传差异和亲缘关系。据此,提出了可以利用ISSR分子标记对小麦杂种优势群进行划分的结论。     

小麦HMW-GS基因及其AS-PCR分子标记研究进展

小麦高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)与小麦品质性状,尤其是沉降值性状显著相关。利用其做分子标记选育聚合优质亚基的品种,具有快速、简单、实用、有效的特点。目前,普通小麦基因组中已有15个已命名Glu-1基因被克隆和测序,这使设计引物序列、进行等位基因的特异性扩增成为可能。对普通小麦高分子量谷蛋白亚基基因组成特点及分子标记现状进行了分析,并针对国内利用高分子量谷蛋白亚基进行分子标记辅助育种做了展望。     

青海育成小麦5个主效矮秆基因的分子检测

为系统了解青海小麦矮秆基因的分布特点,并进一步为青海高原小麦的株高育种提供优异种质资源。本研究利用5个矮秆基因的特异性分子标记对82份青海小麦品种资源中的矮秆基因进行了检测,并对不同矮秆基因的降秆效应进行了分析。结果表明:82份青海育成小麦品种中有49份材料至少含有一个矮秆基因,其中Rht-B1b的分布频率最高,约占参试材料的28.0%,其次是分布频率为23.2%的Rht8基因,而矮秆基因Rht-D1b、Rht5以及Rht12的分布频率分别为9.8%、13.4%、9.8%。在49份含有不同种类矮秆基因的材料中,其中16份材料同时含有2种及以上的矮秆基因,即RhtB1b和Rht8、Rht-D1b和Rht8、Rht-B1b和Rht5、Rht-D1b和Rht5、Rht8和Rht5、Rht-B1b和Rht12、Rht5和Rht12,并未发现同时含有矮秆基因Rht-B1b和Rht-D1b的品种;2份材料分别含有3种矮秆基因,即Rht-B1b、Rht8、Rht12和Rht-B1b、Rht5、Rht8;其余31份材料仅含有1种矮秆基因。82份青海育成小麦材料中仅含有Rht-B1b的材料11份,平均株高为86.2 cm,其降秆效应为5.7%;只含有Rht-D1b的材料有5份,平均株高为84.9 cm,其降秆效应为7.1%;仅含有Rht8的材料有9份,平均株高为88.6 cm,其降秆效应为3.1%。因此,在青海育成小麦品种中,矮秆基因的降秆效应为Rht-D1bRht-B1bRht8。     

利用wx基因分子标记辅助选择培育糯性小麦

利用中国春及其缺体-四体对wx-B1基因的STS标记和wx-A1、wx-D1的微卫星(SSR)标记进行了定位.联合应用这2种分子标记,对12个小麦品种和5个高代糯麦株系做了鉴定,与Wx蛋白的SDS-PAGE结果一致;从组合江苏白火麦×关东107的F2分离群体中筛选出8种wx基因型,其中3种基因型(AD同缺型,BD同缺型和糯型)为自然界中所没有,并且培育出了国内首批糯性小麦品系.另外,应用SSR标记对江苏白火麦回交改良群体中个体进行辅助选择,得到了含wx-D1b的7D单体,为将来进一步改良糯性小麦的农艺性状提供广泛的遗传材料.利用wx基因分子标记辅助选择,可以加速培育糯性小麦的进程.     

Identification of the Molecular Markers Linked to the Salt-resistance Locus in the Wheat Using RAPD-BSA Technique

Calli from mature embryo of “Jimai-24” wheat ( Triticum aestivum L.) were induced on medium containing Zhengdingmycin then continuously cultured on medium containing 0.5% NaCl till to regenerate plants named 8901-17 salt-tolerant mutant. “Jimai-24” was compared with 8901-17 by using the technique of RAPD. Thirty-five out of 280 random primers could detect DNA polymorphism. The similarity index was 0.978, indicating that they were NILs (near-isogenic lines). Two F2 populations (“Jimai-24”×8901-17 and 8901-17דZhongmai-9”) had been constructed using the method of half-division. The two relative DNA pools (salt tolerant DNA pool and susceptible DNA pool) which come from the two F2 populations, respectively, had been made according to the method of BSA (bulked segregant analysis). RAPD analysis between the two DNA relative pools was carried on with above 35 random primers which could detect DNA polymorphism definitely. The identical polymorphism between the two sets of DNA pools come from the two F2 populations could be determined only by OperonQ4 primer. This result implied that the polymorphic fragment amplified by OperonQ4 primer was the molecular marker of RAPD closely linked to the salt tolerant mutation locus.     

中国春Ph1基因的分子标记及冬小麦ph1b代换系的获得

利用大麦 (HordeumvulgareL .)第 5染色体上RFLP探针衍生的 19个序列标志位点PCR(STS_PCR)引物对“中国春”小麦 (TriticumaestivumL .) (CS)及其ph1b突变体基因组总DNA进行PCR扩增 ,筛选出Ph1基因的一个连锁标记 ,再用“中国春”第 5部分同源群缺体_四体系和CS×ph1b突变体F2 群体证明并定位于离Ph1基因近着丝点端 5 .7cM (centiMorgan)处。然后将该标记转换成特异的序列特征扩增区 (SCAR)标记。以“阿勃”5B缺体为桥梁亲本 ,冬小麦“京 411”为受体亲本 ,“中国春”ph1b突变体为供体亲本 ,进行三轮杂交和一轮自交 ,每一轮经减数分裂分析和SCAR标记的辅助选择 ,快速地筛选出了ph1b基因型 ,并选得一个冬小麦“京 411”的ph1b中间代换系。