引进美国小麦种质资源抗病性及品质性状鉴定

为了挖掘新的种质资源,本研究对引自美国的442份小麦材料对白粉病和条锈病的抗病性、蛋白含量以及高分子量麦谷蛋白(HMW-GS)亚基组成进行了鉴定分析。抗病性鉴定结果显示,153份材料抗白粉病,27份抗条锈病,6份兼抗两种病害。蛋白质含量达到GB/T 17892-1999《优质小麦强筋小麦》一等(粗蛋白质含量≥15.0%)的样品有143份。高分子量麦谷蛋白检测发现,供试材料共含18种HMW-GS亚基和100种不同亚基组合类型,其中N,7+9,5+10出现次数最多,优质亚基1、2*、7^(oe)、17+18、5+10的材料分别占总材料数的25.6%、5.2%、27.8%、7.7%和25.6%,含7^(oe),5+10亚基的有36份,含2*,5+10亚基的有1份,含2*,7^(oe)亚基的有7份。综合抗病性及品质分析结果显示,PI 17738等11份材料至少抗1种病害,且蛋白含量≥15.0%,湿面筋含量≥35.0%,同时含有稀有优质亚基。以上11份材料可作为我国优质、抗病小麦培育亲本,为我国小麦抗病和品质遗传改良提供优异基因源。

中国小麦品种资源Glu-1位点组成概况及遗传多样性分析

分析了 5 12 9份中国小麦初选核心种质样品HMW GS的组成情况 ,其中地方品种 345 9份、育成品种(系 ) 16 70份。这些材料作为初级核心种质基本代表了保存在国家长期库中的普通小麦种质资源的遗传多样性 ,覆盖了中国小麦栽培的 10大生态区。总体来看 ,在Glu A1、Glu B1和Glu D13个位点上的主要等位变异分别为null、7+8和 2 +12。育成品种中 1、7+9、14 +15、5 +10和 5 +12亚基 (对 )的频率比地方品种有很大的提高。在Glu 1位点上 ,地方品种与育成品种的遗传丰富度差异甚微 ,但育成品种的遗传离散度指数却显著高于地方品种。在 3个位点中 ,Glu B1位点的多样性最丰富 ,其次为Glu D1位点 ,Glu A1位点的多样性最差。从生态区来讲 ,地方品种变异类型最丰富的 3个大区是黄淮冬麦区、西北春麦区和西南冬麦区 ;选育品种最丰富的 4个大区是西南冬麦区、黄淮冬麦区、长江中下游冬麦区和北部冬麦区。由于广泛的引种、杂交、选择以及亲本选配中的偏爱 ,造成许多生态区遗传离散度指数高低与遗传丰富度出现相矛盾的现象 ,这点在长江中下游冬麦区材料中表现尤为突出。育成品种与地方品种间遗传分化系数分析表明 ,现代引种和杂交育种使我国小麦品种“群体”遗传组成和结构发生了质的变化。

主栽小麦品种中5+10亚基对品质改良的影响

利用生化标记和选择性回交 (5～ 6次 )的方法将 5 +10亚基转移到黑龙江省主栽小麦品种克旱 9、克丰3、龙麦 2 0和垦大 4中。同一品种的 5 +10亚基类型与 2 +12或 3+12亚基类型相比 ,蛋白质和干面筋含量没有差别 (P >0 .1) ,湿面筋与干面筋的比值低 2 .9%～ 5 .0 % (P <0 .0 1) ,Zeleny沉降值与干面筋的比值高4 .5 %～ 13.4 %(P <0 .0 5 ) ,软化度低 15～ 2 5FU(P <0 .0 1) ,最大阻力高 82～ 193EU(P <0 .0 5 )。讨论了这种方法在改造现有小麦主栽品种中的应用。

高分子量麦谷蛋白亚基评分系统的改进及应用

对 191个冬、春小麦品种的品质分析结果表明 :拉伸曲线的最大抗延阻力能比较客观地反映面筋的强度 ,但该项试验所需的样品量较大 (至少需要 30 0g面粉 )。高分子量麦谷蛋白亚基 (HMW GS)组成受遗传基因的控制 ,麦谷蛋白电泳分析所需的样品量少 (只需半粒小麦即可 ) ,适宜育种的早世代分析。选用各高分子量麦谷蛋白亚基的最大抗延阻力均值的差异建立的HMW GS组成评分系统 。

小麦高分子量麦谷蛋白亚基组成与面包烘烤品质关系的研究

研究高分子量麦谷蛋白亚基组成与小麦品质性状 (SDS沉降值、比沉降值 )的关系。结果表明 ,Glu-Al、Glu-Bl和 Glu-Dl位点控制的亚基等位变异与品质性状密切相关。在 Glu-Al位点控制的 3种亚基等位变异类型中 ,对品质的效应以 1 =2 * >N (缺失 ) ;在 Glu-Bl位点控制的 4种亚基等位变异类型中 ,对品质的效应以1 7+1 8=7+8>7+9=6+8;在 Glu-Dl位点控制的 2种亚基等位变异类型中 ,对品质的效应以 5 +1 0 >2 +1 2。具亚基 1或 2 * ,1 7+1 8或 7+8,5 +1 0组合类型的小麦品种可望有较好的烘烤品质。

小麦谷蛋白亚基1Dx5的分子鉴定及标记辅助选择

小麦高分子量谷蛋白亚基Glu-D1位点上1Dx5-1Dy10和1Dx2-1Dy12分别紧密连锁,它们分别与小麦面包加工品质的优劣密切相关。利用1Dx5亚基特异PCR标记鉴定了我国新育成的49份优质小麦品种(系)的谷蛋白亚基Glu-D1位点,有17个品种扩增出450 bp特异片段,表明具有1Dx5亚基;32个品种未扩增出450 bp片段,表明不具有1Dx5亚基;1Dx5亚基的出现频率为34.7%。所用材料的鉴定结果与SDS-PAGE电泳的结果基本一致,表明利用特异性PCR标记鉴定1Dx5亚基技术是可靠的。此外,还利用该PCR标记,对回交后代株系进行了鉴定,选择出含优质亚基的小麦株系。

小麦高分子量谷蛋白亚基14+15、7+8、1与部分品质性状关系的研究

利用在1B上含有14+15亚基的山农910180-3和在1B上含有7+8亚基的淄麦12进行杂交,在分离后代中得到14+15和7+8亚基的株系,分析了它们的蛋白质含量、干、湿面筋含量、沉降值和面筋指数等5个品质性状。品质性状的方差和相关性分析表明:14+15亚基对小麦加工品质有很大的贡献,好于7+8亚基,14+15亚基对沉降值的贡献比7+8亚基大18％;对14+15亚基、1亚基与面筋指数的关系也进行了探讨,结果表明,虽然14+15、1亚基对沉降值的影响是一致的,但对面筋指数的影响却不相同;在高蛋白质水平上,蛋白质含量和沉降值呈显著负相关;沉降值与面筋指数呈正相关。

小麦高分子量麦谷蛋白亚基在杂种后代的品质差异

利用2个小麦单交组合的F2群体，研究了不同高分子量麦谷蛋白亚基在几个品质性状上的差异。结果表明，不同亚基的蛋白质含量、湿面筋含量和干面筋含量存在明显差异，但上述品质性状的变异与亚基的品质评分值不相一致。Zeleny沉降值与亚基评分值相一致，且经方差分析，不同亚基的沉降值差异达到显著水平。

适于分析小麦高分子量麦谷蛋白亚基的SDS─PAGE方法

参照Ｂ．Ｊ．Ｓｍｉｒｂ（１９８４）介绍的蛋白质ＳＤＳ—ＰＡＧＥ方法，调整了凝胶浓度、交联度及催化剂用量，提出了完善的样品制备程序，并研究了温度对凝胶配比及电泳时间的影响。在大量小麦整粒ＳＤＳ—ＰＡＧＥ实验的基础上，又对半粒无胚籽粒电泳进行了细致的研究，摸荣出了一套适合于小麦整粒与半粒的高分子量（ＨＭＷ）麦谷蛋白亚基ＳＤＳ—ＰＡＧＥ方法。通过对５０７１份整粒种质资源和１６００余份半粒杂交后代的分析，结果表明，该法成功率高，结果准确，具有操作简便、快速、分辨率好，制成干板不扩散易保存等优点。认为是一套适合我国仪器设备和药剂等实验条件的ＨＭＷ谷蛋白电泳方法。是品质鉴定和后代品质筛选的可靠手段。

施氮量对小麦籽粒HMW-GS及GMP含量动态的影响

采用SDS-PAGE电泳和切胶比色进行亚基定量的方法,研究施氮量对2个小麦品种籽粒HMW-GS和GMP积累的影响。结果表明,高蛋白小麦品种徐州26在花后14 d HMW-GS就开始形成,低蛋白品种宁麦9号在花后21 d才开始形成。增施氮肥对小麦灌浆前期HMW-GS的形成作用不明显,而有利于徐州26 HMW-GS积累速度的提高和HMW-GS快速积累期的延长,及宁麦9号灌浆后期HMW-GS的积累,导致成熟期徐州26 HMW-GS和GMP含量随施氮量增加而提高;但施氮过多则降低宁麦9号籽粒HMW-GS和GMP含量。相同氮素水平下,籽粒HMW-GS各亚基含量徐州26均高于宁麦9号,表明籽粒HMW-GS亚基含量与小麦品质性状密切相关。

普通小麦醇溶蛋白组份的分布及其与HMW——麦谷蛋白亚基对品质的组合效应

本研究利用SDS-PAGE和改良的APAGE技术分析了1124份普通小麦材料的HMW—麦谷蛋白亚基和麦醇溶蛋白谱带的组成,共分离出18种主要的HMW麦谷蛋白的等位变异和67条不同迁移率的醇溶蛋白潜带。根据多元回归分析,筛选出gli42.3,62.7,39.6(2),11.4,23,Glu 5+10等蛋白谱带对以沉降值为代表的面包烘烤品质起增效作用。品种间品质性状变异的28％～42％可以由两种蛋白组份的差异所决定,而一种蛋白组份只能决定12.3％～31.0％。国内品种中优质谱带少,非优质谱带比例高,这可能是造成我国小麦面包烘烤品质差的原因之一。提出在后代选育中要立足于优中选优,避免非优质谱带组合的出现。按高效谱带做第一次分类效果最好。此外,对这两项生化技术在品质育种中的应用进行了讨论。

半子粒小麦高分子量麦谷蛋白亚基的SDS-PAGE分析方法

对半子粒无胚小麦子粒电泳进行了研究,摸索出了一套适合于小麦半子粒分析的高分子量(HMW)麦谷蛋白亚基的SDS PAGE方法.对2248份半子粒杂交后代的分析结果表明,该方法结果准确,方便快速,分辨率较高.

黄淮麦区新选小麦品种(系)及农家种HMW-GS等位变异分析

【目的】比较分析黄淮麦区111个最新选育小麦品种(系)及39个农家种的高分子量谷蛋白亚基的组成和等位变异,为黄淮麦区优质小麦品种的选育和品质改良提供科学依据。【方法】应用SDS-PAGE方法,比较黄淮麦区新育成小麦品种(系)和农家种的高分子量谷蛋白亚基的遗传组成,并进行了统计分析。【结果】在新选育的小麦品种(系)中,Glu-1位点有10个等位变异,19个不同的亚基组合,其中3个主要的亚基组合分别为(1、7+9、2+12),(1、7+9、5+10)和(null、7+9、2+12),其出现的频率分别为20.7%,10.8%和9.9%,平均品质评分为6.9分;在小麦农家种中,Glu-1位点有7个等位变异,5个不同的亚基组合,出现频率最高的亚基组合是(null、7+8、2+12),占90.0%,平均品质评分为6分。此外在农家种"半截芒"的Glu-B1位点发现了新的亚基7**+8**。【结论】通过50余年的品种选育,黄淮麦区小麦高分子量谷蛋白亚基组成在Glu-A1位点的1亚基比例有了很大提高;在Glu-D1位点,亚基类型得到了丰富,而且出现了26.1%的5+10亚基。但该麦区含有优质亚基2*、13+16、17+18基因型的材料比较贫乏。

花后干旱和渍水对小麦籽粒HMW-GS及GMP含量的影响

采用SDS-PAGE和切胶比色进行亚基定量,研究了花后干旱和渍水对小麦强筋品种豫麦34和弱筋品种扬麦9号籽粒HMW-GS和GMP含量的影响。结果表明,两品种的干旱处理和豫麦34淹水处理在花后10 d籽粒HMW-GS形成,两品种对照和扬麦9号淹水处理在花后15 d籽粒HMW-GS形成,说明花后干旱提早了小麦籽粒HMW-GS的起始形成。干旱促进了小麦籽粒HMW-GS早期积累,但对后期积累不利,使快速积累期缩短,渍水处理更明显缩短籽粒HMW-GS快速积累期。两品种成熟期总HMW-GS和GMP含量表现为对照>干旱>渍水,且豫麦34各处理大于扬麦9号的对应处理。

小麦高分子量麦谷蛋白亚基遗传变异及其与品质和其它农艺性状关系的研究

本研究应用SDS-PAGE技术分析了国内外757份供试材料的高分子量(HMW)麦谷蛋白亚基组成.共发现65种HMW亚基组成,其中53种为常见型,12种为罕见型.国外品种的亚基组合数多于国内品种,国内育成品种又多于国内地方品种.作者还发现了部分罕见亚基,即由ClU-D1编码的亚基2.2+12,2+10,12以及前人未曾发现的3个亚基.研究了HMW麦谷蛋白亚基与品质及其它农艺性状的关系,方差分析表明,对10个性状(泽伦尼沉降值,粉质图评价值,面团稳定时间,形成时间,断裂时间,公差指数,软化度,面粉吸水率,干、湿面筋含量)在亚基组成间存在显著差异,而对7个性状(出粉率,蛋白质含量,籽粒硬度,穗粒数,穗长,粒重和株高)在亚基组成间无显著差异.我国小麦品种,尤其是我国地方品种很少具有与优质有关的亚基5+10或1,这解释了我国小麦一般烘烤品质较差的部分原因.根据较多的品质性状制订了既考虑位点作用又顾及等位基因影响的更符合实际的新的Glu-1品质评分系统.

无载体框架序列转基因小麦中外源基因表达框的遗传分析

通过基因枪介导转化无载体框架序列的基因最小框架是一种新的基因转化技术。在应用此新转化系统获得转1Ax1小麦植株的基础上,着重研究了转基因植株中外源1Ax1基因表达框的遗传。结果表明:无载体框架结构的1Ax1基因在T1代中呈现3∶1的分离,符合单基因位点孟德尔遗传模式。首次在小麦中揭示了无载体框架序列基因遗传转化技术的可行性,并且证实了外源基因最小表达框在转基因后代中的稳定遗传。

磷肥对小麦籽粒HMW-GS积累及GMP粒度分布的影响

在112.5kghm-2和225kghm-2两种氮水平下,检测了施磷量对强筋小麦山农12籽粒高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)积累及谷蛋白大聚合体(GMP)粒度分布的调控效应。结果表明,小麦籽粒HMW-GS在花后14d已形成,成熟期籽粒HMW-GS含量表现为施磷处理高于不施磷处理。在低氮条件下,施磷有助于HMW-GS的积累,而在正常施氮条件下过多施磷则不利于其积累。在低氮条件下,粒径<10μmGMP颗粒体积百分比随施磷量增加而显著降低;在正常氮水平下,施磷降低粒径<10μmGMP颗粒体积百分比,其效应表现施磷0kghm-2处理最大,其次为施磷40kghm-2和100kghm-2处理,施磷160kghm-2处理最小。两种施氮水平下分别增施磷肥,粒径在10～100μm和>100μmGMP颗粒的体积百分比均呈现随磷肥用量增加而增加的趋势。在正常氮水平下,各施磷处理间籽粒中GMP颗粒数目百分比无明显差异。成熟期籽粒中HMW-GS含量与粒径<10μmGMP颗粒体积百分比呈显著负相关,而与10～100μmGMP颗粒体积百分比呈显著正相关。说明较大粒径GMP颗粒具有较高的HMW-GS含量。

不同土壤条件下山农12小麦籽粒HMW-GS积累及GMP粒度分布特征

在沙壤、中壤和黏壤3种质地土壤条件下,以优质强筋小麦品种山农12为材料研究了小麦强势与弱势籽粒高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)积累特征及其与谷蛋白大聚合体(GMP)粒度分布的关系。结果表明,3种质地土壤上,小麦强、弱势籽粒HMW-GS花后14d均已形成,强势粒HMW-GS含量明显高于弱势粒,说明强势粒具有较强的HMW-GS积累能力。小麦籽粒HMW-GS含量和GMP含量均表现为黏壤土>中壤土>沙壤土,说明黏壤土有利于HMW-GS的积累。小麦GMP粒径分布范围在0.37～245μm之间;数目分布呈单峰曲线,体积和表面积分布呈双峰曲线。小麦强势粒GMP>100μm颗粒数目百分比和体积百分比均显著高于弱势粒,强势粒具有更多的大粒径GMP颗粒。小麦HMW-GS含量和GMP含量与<10μm和<100μmGMP颗粒体积百分比均呈显著或极显著负相关,与>100μmGMP颗粒体积百分比呈显著或极显著正相关,说明大粒径GMP颗粒具有较高的HMW-GS含量。

氮肥形态对不同HMWGS类型春小麦高分子量谷蛋白聚合体积累的效应

要:以12个具有不同HMW GS组成类型的春小麦为材料,在同一氮水平条件下研究不同形态氮肥对春小麦籽粒HMW谷蛋白聚合体的效应。结果表明,春小麦开花后10～15d左右形成可溶性谷蛋白,先出现的是低分子量谷蛋白,接着是HMW谷蛋白聚合体。随籽粒生长谷蛋白积累水平呈上升趋势,花后2 5d达最大值,但品种(品系)间的积累强度、最大值和最终水平均不同;籽粒灌浆过程中先出现较低分子量的HMW谷蛋白聚合体,再形成更高分子量的HMW谷蛋白聚合体。HMW谷蛋白聚合体出现在花后10～2 0d ,具有7+9和2 +12亚基组成的新克旱9、泉2 2 4和东农S5 7于花后2 0d达最大值,其余品种(品系)花后2 5d达最大值,但各品种(品系)积累强度和最终水平存在差异。对于HMW谷蛋白聚合体的积累强度和最终水平的增加尿素具有一定作用,各品种(品系)的遗传特性也有一定影响,但与品种(品系)的HMW GS组成无明显联系。

波斯小麦高分子量谷蛋白亚基组成分析

利用SDS-PAGE技术对来源于16个国家(地区)93份波斯小麦材料的高分子量谷蛋白亚基进行了检测。结果表明,在Glu-A1和Glu-B1两个位点共发现8种亚基类型,6种亚基组合。其中,在Glu-A1位点上null亚基频率高达96.77%,仅3份材料含有2*亚基。通过提取种子总蛋白和选择性提取高分子量谷蛋白两种方法在所有材料中均检测到一条介于普通小麦对照By8和Dy10亚基之间的条带,推测为表达的Ay亚基。在Glu-B1位点上7+8亚基频率高达95.70%,同时筛选出具有优质亚基17+18和14+15的材料各1份,为小麦品质育种提供了基础材料。