两个杂交组合中转基因小麦外源1Dx5基因的遗传

利用杂交组合川89-107×B72-8-11b和绵阳26×B72-8-11b的亲本、F1、F2代,研究转基因小麦B72-8-11b中外源品质基因1Dx5表达的遗传.结果表明:外源1Dx5基因在F1代中呈现显性,在F2代中呈现3(有):1(无)的分离,有功能拷贝整合在1个位点,遵从孟德尔遗传模式,这对杂交育种选择策略的制订具有指导意义.

新疆小麦1BL/1RS易位和Dx5基因的多重PCR检测及其面筋品质分析

为了给新疆小麦面筋品质改良提供参考依据,利用多重PCR体系对267份新疆冬、春小麦品种中1BL/1RS易位和Dx5基因的分布进行了检测,并测定了其中181份小麦品种的面粉蛋白质含量、湿面筋含量、Zeleny沉淀值以及面团特性等品质性状。结果表明,新疆小麦品种中,1BL/1RS易位品种有55份,占20.6%,含有Dx5基因的品种有76份,占28.5%。冬小麦品种中1BL/1RS易位系分布频率(26.6%)显著高于春小麦(9.6%),而春小麦品种中Dx5基因的分布频率(31.9%)高于冬小麦(26.6%)。在新疆小麦农家品种、引进品种和自育成品种中,1BL/1RS易位和Dx5基因的分布频率也存在明显差异。分析表明,1BL/1RS和非1BL/1RS小麦品种的主要面筋品质性状(如Zeleny沉淀值、峰值高度、8 min宽度等)达到显著性差异(P<0.05),1BL/1RS小麦中含Dx5和不含Dx5基因品种的面筋指数、Zeleny沉淀值、峰值时间和8 min面积等5个参数差异达到显著水平(P<0.05)。多重PCR体系检测结果可靠稳定,节省实验经费和时间,提高了效率,可用于小麦分子辅助育种。

小麦分离后代高分子量麦谷蛋白Dx5基因的PCR检测

为Dx5基因设计1对特异引物,利用这1对引物,对小偃22×738组合中的BC2、BC2 、F2、F3和F4代的Dx5基因进行了PCR检测。结果表明,凡是携带Dx5基因的材料均扩增出一条450bp长度的特异条带,而未携带该基因的材料则不能扩增出这一特异条带。研究中还发现,对检测优质面包烘拷品质而言,PCR技术是最简便、准确、快速的方法之一。

外源1Dx5基因导致小麦高分子量麦谷蛋白亚基表达变异

目的:为了结合基因枪转化和传统杂交方法培育优质小麦品种,对转基因小麦和国内主栽小麦品种杂交后代外源基因遗传表达行为进行了研究。方法:采用SDS-PAGE对2个小麦杂交组合川89-107×B72-8-11b和鄂麦18×B72-8-11b的杂交及回交后代籽粒进行高分子量麦谷蛋白亚基遗传表达分析。结果:在亲本中能够稳定超量表达的外源基因1Dx5在杂交后代中出现了不同的表达量,而且在外源基因的影响下,杂交后代出现了新的、杂交亲本并不表达的高分子量麦谷蛋白亚基。结论:多拷贝的外源基因在不同于受体环境的细胞质中的表达发生了变化,且由于外源基因的插入引起了内源高分子量麦谷蛋白亚基组成的变异。

高分子量麦谷蛋白亚基基因Dx5的PCR检测

为 Dx5基因设计了 1对特异引物 ,选用 HMW- GS在 Glu Dx1位点已知的 2 2个材料对其进行了验证。结果表明 ,该引物的准确率达到 10 0 %,完全可以作为 Dx5基因的检测引物。利用这 1对引物 ,通过 PCR技术对 4 0种材料的 Dx5基因进行了检测 ,发现仅有 986 0 5 ,陕 2 5 3,郑州 891,97- 2 14 3,绵阳 96 171- 10 ,绵阳 19,中 1813- 1和绵阳 11等 8个品种 (系 )携带 Dx5基因 ,占待测材料总数的 2 0 .0 %,远远低于北美小麦品种中 Dx5基因的携带率。研究中还发现 ,对检测优质面包烘烤品质基因而言 ,PCR方法是最简便、快速、准确的方法之一。

转基因小麦外源品质基因1Dx5表达的遗传研究

转基因小麦B72-8-11b中外源品质基因1Dx5表达量是内源相应基因表达量的6倍。利用小麦转基因品系为父本,常规品种鄂麦12、鄂麦18和日喀则8号分别为母本,配置3个杂交组合。采用SDS-PAGE技术,检测各组合亲本、F1、F2代的HMW-GS组成,研究转基因小麦B72-8-11b中外源品质基因1Dx5表达的遗传。结果表明:外源1Dx5基因有功能拷贝整合在1个位点,如同内源品质基因,遵从孟德尔遗传模式。这对育种选择策略的制订具有指导意义,也表明了基因枪转化法能够使得外源基因有功能拷贝整合在1个位点并能稳定传递。

小麦聚合杂交早代Dx5优质基因的分子标记选择

将抗条锈基因(Y rx)、抗白粉病基因(Pm 21)聚合,转入宁夏高产、优质(2*、17+18、5+10)小麦品种中,利用分子标记检测出多抗基因聚合体单株,以多抗聚合体单株为材料进行Dx5基因的分子标记选择。结果表明,Dx5基因的特异引物能扩增出片断为450 bp的条带,生化标记证明凡是能扩增出450 bp片段的单株均含有5+10亚基条带,分子标记与生化标记结果一致,说明利用Dx5基因的特异分子标记选择5+10优质亚基是可靠的、可行的。从多抗基因聚合体F3中选到3株具有Dx5基因的材料。Dx5基因的分子标记技术与SDS-PAGE图谱技术各有所长,两者结合应用结果更好。

小麦高分子量麦谷蛋白亚基1Dx5启动子驱动外源基因的表达

将小麦高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)基因的胚乳组织特异性表达启动子驱动的外源突变型1Dx5基因和gus基因导入小麦中。对其转基因植株连续3代的跟踪研究表明,突变型1Dx5基因的重复序列导致其表达蛋白分子量增大,并影响其它1Bx17+1By18亚基基因的表达。组织化学分析观察到gus基因在1Dx5基因启动子驱动下的表达表现出胚乳组织特异性,在开花2周后开始表达,表达量呈持续上升,至腊熟期达到最高,其次为籽粒成熟期。

植物萜类合成关键基因DXS研究进展

萜类物质是自然界中广泛存在的一类天然化合物,对植物、动物和人类都有重要价值。1-脱氧木酮糖-5-磷酸合成酶(DXS)对萜类物质合成调控起关键作用,是2-C-甲基-D-赤藻糖醇-4-磷酸(MEP)途径的第一个酶,也是该途径的一个限速酶,亚细胞定位于类囊体中,具有质体转运肽序列和3个功能结构域:TPP结合结构域、转酮醇酶结构域和嘧啶结合结构域,可用高效液相色谱法测定其活性。目前已从178种植物中克隆分离到DXS基因,按蛋白同源性可分为3类:DXS1、DXS2和DXS3。DXS基因表达具有组织特异性、昼夜节律性,与花朵、果实发育程度和品种有关。转外源或内源DXS基因的植株过表达或抑制表达都会引起植物光合色素(如叶绿素和类胡萝卜素)、内源激素(如脱落酸和赤霉素)和单萜等萜类物质含量的改变。重点综述了DXS蛋白的特性、基因的类型、基因表达、调控和遗传转化方面的研究进展,以期为植物育种和代谢调节提供理论和实践参考。

香鳞毛蕨1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合酶基因的克隆及表达分析

1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合酶(DXS)是甲基-D-赤藓醇-4-磷酸(MEP)途径中控制影响植物萜类化合物合成的第一个限速酶。该研究对香鳞毛蕨(Dryopteris fragrans)DfDXS基因进行序列特征及生物信息学分析,并通过qRT-PCR技术分析其在外源激素、干旱、盐胁迫、高温及低温处理下的表达模式,旨在探究DfDXS基因在香鳞毛蕨萜类生物合成及抗逆机制中的作用,为进一步解析香鳞毛蕨抗逆分子机制奠定基础。结果显示:(1)DfDXS1基因全长2139 bp,编码712个氨基酸,而DfDXS2全长2160 bp,编码719个氨基酸;结构域分析显示,其具有典型的转酮醇酶保守域,包含焦磷酸硫胺素结合位点和转酮醇酶结构域;DfDXS氨基酸序列与江南卷柏(Selaginella moellendorffii)和银杏(Ginkgo biloba)的DXS等关系较近。(2)水杨酸(SA)处理下,DfDXS基因的相对表达量先升高后降低;脱落酸(ABA)抑制DfDXS的表达;DfDXS1/2在茉莉酸甲酯(MeJA)处理下相对表达水平均显著高于对照;乙烯利(Eth)抑制DfDXS的表达,但DfDXS1处理3 h时表达水平显著高于对照。(3)聚乙二醇(PEG)、高温和低温均诱导DfDXS1上调表达。研究推测,香鳞毛蕨DXS基因在萜类物质合成与逆境胁迫机制中发挥着重要的作用。

转基因小麦外源基因在主栽小麦种质中的遗传规律

为了研究转基因小麦中外源品质基因1D x 5在我国主栽小麦种质中的遗传规律,以转基因小麦B 72-8-11b为父本,主栽品种川89-107和鄂麦18为母本进行杂交,采用SDS-PAGE技术检测并分析各组合亲本、F1、F2、BC1F2、BC2F1、BC2F2代的HMW-GS组成。结果表明,外源基因有效地整合到主栽小麦的基因组中,并能够遵循孟德尔遗传模式稳定地遗传给下一代。

小麦高分子量谷蛋白亚基基因的PCR及AS-PCR标记

选用高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)在Glu-D1位点已知的 26个普通小麦品种,包括 15个 (TriticumaestivumL. )川育系列品种及其 11个亲本,根据其亚基Dx5和Dy10基因的特异序列设计引物.通过对Dx5基因的PCR扩增及对Dy10基因的AS-PCR扩增,结果表明,所设计的引物对Dx5和Dy10都能扩增出特异条带,而携有Dx5基因的材料同时也携有Dy10基因.说明用所设计的引物可快速有效的鉴定出普通小麦中是否带有优质的 5 +10亚基.图 4参

转基因小麦与普通小麦杂交后代中稳定株系的筛选

为了给小麦品质改良提供优异的种质,以小麦转1Dx5和1Ax1基因品系为父本,以长江中下游冬麦区小麦栽培品种为母本配制杂交组合,获得BC1F1、BC1F2、BC1F3和BC1F4代。在各杂交后代中,采用系谱选择法结合SDS-PAGE检测技术,鉴定各系的HMW-GS组成,获得了多个外源1Dx5或1Ax1基因稳定超表达的小麦新型纯系。

多种优质高分子量谷蛋白亚基的聚合育种研究

用携带HMW-GS14+15的小偃6号作为轮回亲本,携带HMW-GS5+10的法国优质面包小麦品系707作为供体亲本,在回交后代的BC1、BC2、BC3、BC3F1、BC3F2代其它农艺性状选择的基础上,利用1对特异引物逐代检测出携带优质Dx5基因的单株进行回交和自交。BC1代中随机检测的58个单株的Dx5基因分布符合1对等位基因的遗传分离比例1∶1;BC1代小麦相同3个单株3个不同生长季节Dx5基因检测的结果完全一致,检测结果非常稳定;已将优质Dx5基因导入BC3F2后代的部分单株内;携带Dx5基因的株系XN89-7-3微量SDS沉淀值为18.8mL,比小偃6号提高了23.68%;蛋白质电泳筛选出了6个聚合多种优质亚基且编码基因纯合的单株,微量SDS沉淀值为19.9mL,比小偃6号提高了30.92%;选择农艺性状与轮回亲本相似并具有Dx5基因特异扩增产物的单株进行回交或自交,可加快回交转育的进度。实践证明,回交转育与分子标记辅助选育相结合的育种方法是快速定向聚合多种优质HMW-GS基因的有效方法之一。

通过代换导入了染色体1D的六倍体小大麦的面包制作品质

为了改良小大麦的面筋强度，把含有1Dx5+lDy10等位基因的染色体1D通过染色体代换比如(1H^ch)1D和(1A)1D导入了六倍体小大麦中。本文报道了(1H^ch)和(1A)1D代换了的小大麦的加工特性和农艺表现。