小麦puroindoline b-2 基因变异与产量相关性状的分析

puroindoline b-2(Pinb-2)是近期发现的一组与puoindoline b基因高度相似的基因。Pinb-2基因在普通小麦B基因组中存在多种变异类型,软质麦中不同变异类型间籽粒硬度存在着显著差异。在此基础上进一步分析普通小麦B基因组中的Pinb-2基因等位变异与产量相关性状以及旗叶大小的关系,并利用重组近交系(F8)群体进行染色体定位。结果表明,4种不同变异类型的材料中,拥有Pinb-2v3b类型的小麦品种千粒重、籽粒直径、穗粒数、穗粒重和单株粒重均最高,拥有Pinb-2v3b类型的小麦品种产量相关性状可能优于其他3种类型。另外,拥有Pinb-2v3a类型的小麦品种旗叶宽度、旗叶长度和旗叶面积均高于其他3种类型。采用SSR标记定位结果表明,Pinb-2v2和Pinb-2v3互为一对等位基因,位于7B染色体的长臂上,与标记Barc315连锁。这一结果为进一步研究Pinb-2基因的分子遗传基础和小麦育种提供了依据。

普通小麦中Puroindoline b-2基因的分子鉴定及表达分析

Puroindoline b-2基因与小麦子粒硬度及其产量密切相关。本研究采用特异引物PCR扩增,荧光定量PCR(RTPCR)方法以及DNA测序技术,对81份国内外小麦品种(系)的Puroindoline b-2不同变异类型进行了分子鉴定,并对Puroindoline b-B2的不同变异类型在子粒、叶片以及根系部位中的表达水平进行了定量分析。结果表明,所有试验材料中的D和A基因组上均含有Pinb-D2v1和Pinb-A2v4类型,而B基因组上的Pinb-B2v3类型在所有材料中所占比例最高,为91.4%;Pinb-B2v2类型比例较低,仅为8.6%。不同变异类型间Pinb-B2基因表达量分析表明,小麦子粒中Pinb-B2v3b的表达量显著高于PinbB2v2变异类型。进一步研究表明,Pinb-B2v3b类型的相对表达量显著高于Pinb-B2v3a和Pinb-B2v3c两种类型,而此2种变异之间无明显差异(Pinb-B2v3c略高于Pinb-B2v3a变异)。不同组织间Pinb-B2基因表达量分析表明,小麦叶片中Pinb-B2的表达量显著高于根系中的表达量。本研究为进一步理解Pinb-2基因分子遗传基础提供了一定的理论依据。

新疆小麦籽粒硬度Puroindoline b相关基因等位变异的分子检测

Puroindoline b-2(Pinb-2)基因与籽粒硬度基因Puroindoline b序列高度相似,与小麦籽粒硬度及其产量性状密切相关。本研究以3个籽粒硬度基因(Pina-D1,Pinb-D1和Pinb-2)的特异性功能标记对新疆99份冬小麦和24份春小麦品种(系)进行分子标记检测。在123份新疆小麦品种(系)中Pina-D1和Pinb-D1基因位点Pina-D1a、Pina-D1b、Pinb-D1a和Pinb-D1b等位变异的频率分别为85.4%、14.6%、57.7%和42.3%;在Pinb-2位点,39.0%的小麦品种含Pinb-2v2(低千粒重)等位基因,61.0%的小麦品种含Pinb-2v3(高千粒重)等位变异。在3个位点基因型组合分析表明,在所检测的新疆小麦种质中共有6种基因型组合,其中2种软质麦基因型Pina-D1a/Pinb-D1a/Pinb-2v2,Pina-D1a/Pinb-D1a/Pinb-2v3和3种硬质麦Pina-D1a/Pinb-D1b/Pinb-2v2、Pina-D1a/Pinb-D1b/Pinb-2v3、Pina-D1b/Pinb-D1a/Pinb-2v2、Pina-D1b/Pinb-D1a/Pinb-2v3,其分布频率分别为19.5%、22.8%、13.05%、30.1%、6.5%和8.1%。新疆冬小麦共有5种基因型组合,在不同类型冬麦资源中,具有高千粒重的软质麦类型Pina-D1a/Pinb-D1a/Pinb-2v3的分布频率大小顺序为地方品种(52.9%)>自育品种(25.6%)>引进品种(12.8%),与之相反,具有较高千粒重的硬质麦类型Pina-D1a/Pinb-D1b/Pinb-2v3和PinaD1b/Pinb-D1a/Pinb-2v3的分布频率大小顺序为:引进品种(53.8%)>自育品种(32.5%)>地方品种(5.9%);新疆春小麦共有6种基因型组合,在不同类型春麦资源中,具有高千粒重的软质麦类型Pina-D1a/Pinb-D1a/Pinb-2v3的分布频率大小顺序为:早期品种(20.0%)>晚期品种(10.5%),与之相反,具有较高千粒重的硬质麦类型Pina-D1a/Pinb-D1b/Pinb-2v3和Pina-D1b/Pinb-D1a/Pinb-2v3的分布频率大小顺序为:晚期品种(47.4%)>早期品种(45.8%)。新疆小麦以硬质麦为主,在软冬麦、硬冬麦、软春麦和硬春麦中均是具有Pinb-2v3(高千粒重)等位变异类型的分布频率高于具有Pinb-2v2(低千粒重)等位变异类型。将3个位点特异性标记结合起来使用,不仅能有效的应用于小麦与籽粒硬度改良,同时能应用于小麦产量性状改良方面。