Pina和Pinb融合基因表达载体的构建及其在硬粒小麦中的转化

【目的】构建Pina、Pinb融合基因表达载体,验证Pina和Pinb基因的功能,为利用转基因技术改良小麦籽粒质地提供理论依据和基础材料。【方法】以软质小麦京411作为Pina和Pinb基因的供体,将Pina、Pinb基因融合后,与基础质粒pG4AB上的Ω和poly(A)等增强基因表达的调控序列及pAHC25上的Ubiqutin启动子和bar基因表达盒相连接,构建Pina、Pinb融合基因植物高效表达载体。利用基因枪转化硬粒小麦幼胚,并对硬粒小麦幼胚再生体系进行探索。【结果】在构建完成Pina、Pinb融合基因植物高效表达载体pFUBPaPb的基础上,转化硬粒小麦幼胚16000多枚,经biolaphos筛选、PCR鉴定和斑点杂交鉴定,得到再生植株2390株,35株为阳性植株。共得到T1代籽粒356粒,对种子量较多的16个单株籽粒进行蛋白表达分析,有2株检测到基因表达产物,其籽粒SKCS硬度值比受体品种分别降低了10和12。培养基SD2适于硬粒小麦幼胚愈伤组织的诱导,MS+8mg·L-1玉米素可获得较为理想的再生频率。【结论】Pina和Pinb的共同表达降低了硬粒小麦籽粒硬度,具有软化籽粒质地的功能。

CIMMYT新型人工合成小麦Pina和Pinb基因等位变异

八倍体人工合成小麦由硬粒小麦（Triticum turgidum subsp．durum）与粗山羊草（Aegilops tauschii Coss．）杂交产生，是研究小麦进化过程中基因变异的重要材料。以国际玉米小麦改良中心（CIMMYT）提供的57份由野生二粒小麦（T．turgidum subsp．dicoccoides）与粗山羊草杂交产生的新型人工合成六倍体小麦为材料，用单籽粒特性测定仪和Pina、Pinb特异性PCR引物对其籽粒硬度变异以及控制籽粒硬度的主效基因Pina和Pinb的分布情况进行了研究。结果表明，这些材料的SKCS硬度值变异较大，从10．5到42．6，其中15-30的占78％。共有Pina-Dla、Pina-Dlc、Pinb-Dlh和Pinb-Dlj4种等位变异型，基因型为Pina-Dla／Pinb-Dlj的8个，占14％；基因型为Pina-Dlc／Pinb-Dlh的49个，占86％。方差分析表明，基因型Pina-Dla／Pinb-Dlj与Pina-Dlc／Pinb-Dlh对籽粒硬度的影响差异不显著，但父本粗山羊草和母本野牛二粒小麦以及二者间的互作对籽粒硬度有显著影响，说明除Pina和Pinb外，还有其他微效基因影响籽粒硬度的形成。