波兰小麦(Triticum polonicum L.)高分子麦谷蛋白亚基多样性分析

利用SDS-PAGE电泳技术鉴定和分析了72份不同来源的波兰小麦高分子量谷蛋白亚基组成。结果表明,供试波兰小麦材料中有10种亚基组合方式。其中,亚基组合类型(N,20)出现的频率最高,高达41·67%;其次是(Null,7)亚基组合。在各位点的等位变异中,Glu-A1位点出现3种等位变异,以Null出现的频率最高(84·7%);而在Glu-B1位点上检测到了5种等位变异。不同地理来源的波兰小麦高分子量谷蛋白亚基组合类型从1到10种不等,尤其是来源于欧洲地区的波兰小麦,具有检测到的所有亚基组合类型,存在较高多样性。

小麦熟期相关性状的QTL定位分析

抽穗期、始花期和开花期是衡量小麦成熟期的重要指标,对其进行QTL定位并分析其遗传效应,对小麦品种改良至关重要。为了给小麦分子标记辅助选择育种提供参考,本研究以波兰小麦和普通小麦品系中13杂交后代的F8重组自交系为作图群体,构建由A染色体组和B染色体组共14个连锁群构成的遗传连锁图谱,包含115个SSR标记位点,图谱全长822.9cM,标记间的平均遗传距离为7.16cM;利用复合区间作图法在两年的环境中检测到分别位于1A、5A、6A、7A、2B、4B、5B和6B染色体上的8个抽穗期QTL,5个始花期QTL和6个开花期QTL。表型变异解释率分别为10.12%～31.51%、11.98%～19.75%和9.64%～20.27%。无论是抽穗期、始花期或开花期,都在4B染色体上检测出了与其相关的QTL,说明4B染色体与小麦成熟期关系密切。另外,在1A染色体上检测出2个控制抽穗期的QTL,对表型变异的贡献率分别达到28.13%和31.48%,说明1A染色体控制小麦抽穗期的作用较大。本研究检测出多个成熟期相关的QTL与连锁标记间的遗传距离仅0.01cM,近乎共分离,可在育种中直接用于成熟期的分子辅助选择。

小麦株高的QTL分析

【目的】研究控制小麦株高的数量性状位点（QTL）。【方法】利用SSR和AFLP分子标记构建连锁图谱，在3种不同试验环境（2003～2004年北京、2004～2005年北京和河南安阳）下分析百农64×京双16组合的218个F2：3株系群体的株高。【结果】构建了由158个分子标记（100个SSR标记和58个AFLP标记）位点组成的遗传连锁图谱，覆盖了除1D连锁群外小麦全基因组的3114cM；检测到3个控制株高的QTL，分别位于2B、4D和6A染色体上，贡献率分别为7．3％～11．5％，7．4％～12．9％和5．7％～11．3％。【结论】3个株高QTI。位点在不同环境下表现稳定，其紧密连锁的分子标记可用于矮秆、半矮秆小麦的标记辅助育种。

波兰小麦×普通小麦品系“中13”RIL群体籽粒特性的QTL定位

小麦籽粒特性与籽粒产量和品质密切相关。本研究以波兰小麦(Tiriticum polonicum L.)×普通小麦(Triticum aestivum L.)品系"中13"杂交组合衍生的99个F8重组自交系(Recombinant inbred lines,RIL)群体为材料,利用SSR分子标记构建连锁遗传图谱。根据两年实验数据,利用复合区间作图法对粒重、粒长和粒宽3个籽粒特性相关性状进行了QTL定位分析,共检测到12个与籽粒特性相关的加性QTL位点。其中,3个粒重QTL,1个位于1A染色体上,另外2个都在2A染色体上,单个QTL可解释表型变异的13.35%～20.04%;5个粒长QTL,其中2个位于2A染色体上,其余3个分别位于3A、5A和2B染色体上,单个QTL可解释表型变异的8.53%～21.03%;4个粒宽QTL,分别位于1A、2A、3B和5B染色体上,单个QTL可解释表型变异的9.76%～40.79%。在2A染色体上共检测到5个籽粒特性相关性状的QTL,表明2A染色体与籽粒特性关系密切。

河北省小麦品种基于SSR标记的遗传多样性研究

为了研究河北省小麦品种的遗传多样性,试验选用分布于小麦21条染色体上的86对多态性微卫星(SSR)引物,对建国近60年以来在河北省审(认)定的125个小麦品种进行了遗传多样性分析。结果表明:86对SSR引物共检测到296个等位变异,每对引物检测到的等位基因数变幅为2～7个(平均3.83个),以B基因组具有最高的平均等位基因数(3.94),A(3.81)、D(3.78)基因组次之;每个SSR位点的多态性信息量(PIC)变化范围为0.094～0.877(平均0.573),3个基因组的PIC值顺序依次为B基因组(0.593)>D基因组(0.579)>A基因组(0.528)。125个品种间的遗传相似系数(GS)变幅为0.409～0.909(平均0.615),基于遗传相似系数(GS)的聚类分析得出,供试小麦品种在GS值0.52处聚为3类,其中20世纪90年代后的114份品种(91.2%)被聚为1类,表明河北省小麦品种的遗传多样性水平较低,品种间的亲缘关系较近,其遗传基础需要进一步拓宽。

农杆菌介导法向小麦茎尖导入DREB1A基因的研究初报

为了研究以小麦茎尖为受体进行农杆菌转化的可行性,选用小麦品种H6756,以茎尖为受体进行了农杆菌转化。构建了含有拟南芥逆境诱导转录因子DREB1A及除草剂bar基因的表达载体pC3300IS-DREB1A,酶切鉴定此载体,结果证明其连接完全正确,具有转录和表达的功能。农杆菌介导法向小麦茎尖导入DREB1A基因,共获得247株转化苗。转化苗经除草剂筛选,获得66株抗性苗,对抗性苗进一步进行PCR检测,有30株抗性苗扩增出特异性片段,转化率达到12.1%,初步说明本试验中以小麦茎尖为受体的转化系统用于基因转化是可行、高效的。

波兰小麦主要农艺性状分析

为发掘可供普通小麦育种利用的优异基因资源,考察了来自21个国家的58份波兰小麦的主要农艺性状,结果表明,波兰小麦农艺性状存在丰富的遗传变异,具有植株高大、分蘖力强、小穗数多和千粒重偏低等特点。穗粒数与穗粒重、株高与千粒重、穗长及小穗数与穗密度的简单相关和偏相关均极显著,而穗长与小穗数、穗粒数与千粒重仅偏相关极显著。主成分分析将波兰小麦8个主要农艺性状简化为5个主成分,其累积贡献率为94.28%,以穗型因子的贡献率最高,达到35.12%。供试材料在遗传距离0.67水平上可聚为四个大类,可区分为矮秆长穗少粒型、密穗多粒小粒型、粒多粒重型和高秆少穗少粒型等四种类型,同时注意到聚类结果与其地理来源并不完全一致。

施氮量和花后土壤含水量对强筋小麦籽粒淀粉合成及品质的影响

以强筋小麦品种济麦20为材料,在防雨池栽培条件下研究了施氮量和花后土壤含水量对强筋小麦籽粒淀粉合成及其品质的影响,以明确强筋小麦获得高产优质的花后适宜土壤含水量及施氮量.结果表明：在同一施氮量下,适宜的花后土壤含水量（60%～70%）籽粒游离态淀粉合成酶（SSS）和束缚态淀粉合成酶（GBSS）活性在籽粒发育过程中一直最高,有利于直链淀粉、支链淀粉的积累和支链淀粉/直链淀粉比的提高,提高峰值粘度、低谷粘度、最终粘度和衰减值;花后土壤含水量过高（80%～90%）或过低（40%～50%）均导致籽粒SSS和GBSS活性降低,从而使直链淀粉、支链淀粉的积累量降低,减小支链淀粉/直链淀粉比,使峰值粘度、低谷粘度、最终粘度降低.（2）在同一土壤含水量下,增施氮肥不利于灌浆前期SSS和GBSS活性和直链淀粉、支链淀粉积累量的提高,并且随着土壤含水量增加增施氮肥该趋势加重;适量增施氮肥能提高支链淀粉/直链淀粉比和峰值粘度、低谷粘度、最终粘度,过多或过少施氮则降低支/直比和峰值粘度、低谷粘度、最终粘度.研究认为,在本试验条件下,适量增施氮肥（纯氮225 kg/hm2）或适宜的花后土壤含水量（60%～70%）可促进强筋小麦籽粒淀粉的合成,有效改善其淀粉品质.

小麦胚乳Wx蛋白缺失对籽粒淀粉含量的影响

旨在通过比较不同的小麦胚乳Wx蛋白亚基缺失类型材料籽粒的Wx蛋白总量支直链淀粉含量及总淀粉含量,明确胚乳Wx蛋白对支直链淀粉合成的作用。利用SDS-PAGE方法鉴定了13个品种Wx蛋白亚基组成,并测定了这些品种的Wx蛋白总量、直、支链淀粉含量及直/支比。结果表明,任何Wx基因缺失都会造成Wx蛋白合成数量的明显著减少,随着Wx基因不表达的数量增多,Wx蛋白合成的减少量增多;糯麦的直链淀粉含量最少。Wx蛋白含量与直链淀粉含量和直/支链淀粉含量之间存在极显著和显著的正相关,r=0.860 0,r=0.810 8;Wx蛋白含量与支链淀粉含量之间呈中度相关,r=0.402 7,这说明Wx蛋白总含量对直链淀粉含量的大小起到决定性作用,而对支链淀粉和总淀粉含量只有一定影响;通过操纵Wx基因可以改变籽粒胚乳中的直链淀粉含量和淀粉的直/支比,进而达到改进淀粉理化特性和加工特性的作用。

新疆小麦品种穗发芽Vp-1基因等位变异的分布

为了给新疆小麦抗穗发芽育种提供理论依据和品种资源,利用Vp-1基因的功能标记Vp1 B3检测了252份新疆小麦品种。结果表明,新疆小麦品种中Vp-1 Ba(感穗发芽)、Vp-1 Bb(抗穗发芽)和Vp-1 Bc(抗穗发芽)基因型的频率分别为54.8%、3.2%和42.0%,以Vp-1 Ba基因型为主。其中,冬小麦中抗、感穗发芽基因型的频率分别为39.2%和60.8%,以感穗发芽基因型为主;而春小麦中抗、感穗发芽基因型的频率分别为55.3%和44.7%,抗穗发芽基因型频率较高。农家品种、引进品种和育成品种中Vp-1 Ba、Vp-1 Bb和Vp-1 Bc基因型的分布频率存在明显差异,依次为80.4%、0.0%和19.6%,39.5%、2.6%和57.9%,54.6%、4.6%和40.8%,农家品种和育成品种都以感穗发芽基因型为主。本研究结果还表明,STS标记Vp1 B3检测方法简单、稳定性好,将其与整穗发芽法和发芽指数法结合使用,有助于提高选择效率。

波兰小麦醇溶蛋白遗传变异分析

为了解波兰小麦物种的遗传变异水平和种内不同材料间的遗传关系,利用APAGE技术对72份来源于全世界的波兰小麦材料醇溶蛋白位点进行了检测。结果表明,波兰小麦醇溶蛋白位点存在丰富的变异类型,共产生48条迁移率不同的醇溶蛋白谱带,每个材料具有8~24条不等,平均16.2条。材料间平均遗传相似系数(GS)为0.5132,变幅为0.1429~1.000。当GS水平为0.50时,所有材料可聚为4个大类,其中CItr13919等16个来源于埃塞俄比亚的材料均聚在一起,而另一大类为5份来自于葡萄牙的材料。可以认为,APAGE揭示的种内遗传关系与其地理分布有一定的相关性。

大力提升湖北省小麦生产能力的建议

小麦(Triticurn aestivum L)是湖北省第二大粮食作物,在全省粮食生产中占有十分重要的地位。从保障粮食安全、促进粮食增产和优化种植结构等三个方面论述了湖北省小麦生产的重要性。在分析了湖北省小麦生产制约因素和增产潜力的基础上,提出了到2020年湖北省小麦面积稳定在113.3万hm2左右,单产达到4 500 kg/hm2,总产达到510万t的总体目标以及依靠科技提高单产的措施建议。

52份波兰小麦种子性状分析

为了解波兰小麦籽粒及其品质性状,对52份波兰小麦品种籽粒性状进行了测定,并对其品质性状间的相关性进行了分析。结果表明:(1)供试波兰小麦籽粒千粒重变异系数最高为42.27%,其次为粗蛋白、湿面筋含量,变异系数分别为11.47%和11.74%;较高原448,10号的籽粒千粒重提高46.95%,20号的粗蛋白含量提高105.83%,2号的湿面筋含量提高94.31%,这些品种可以作为较高千粒重和籽粒品质的重要种质资源;供试小麦籽粒长度、宽度与千粒重呈极显著正相关,籽粒大小可以作为千粒重选择的指标。(2)主成分分析表明,波兰小麦面粉的形成时间对其品质影响的权重最高(W=0.24),其次是稳定时间对品质的影响(W=0.23);面粉的稳定时间和形成时间与籽粒含水率、粗蛋白含量呈显著或极显著负相关,与籽粒千粒重呈极显著正相关,湿面筋含量与面粉形成时间呈显著正相关。可选择千粒重较大、籽粒含水率较低、粗蛋白含量适宜的波兰小麦作为我国小麦遗传基础拓展和品种改良的亲本材料。

小麦醇溶-谷蛋白盒结合因子基因表达特性的研究

为了给小麦品质改良的基因工程研究提供参考依据,以小麦醇溶-谷蛋白盒结合因子(Wheat Prola-min-Box Binding Factor,WPBF)基因为研究对象,从定性和定量两个方面,利用RT-PCR与Real Time PCR系统地研究了WPBF基因在小麦不同组织器官中以及在小麦胚乳整个发育过程中表达的时空特异性。结果表明,WPBF基因的表达是胚乳特异性的,表达跨胚乳的整个发育过程,在其表达的高峰阶段,表达强度为参照基因β-Actin的43%。