徐晶晶[1]2017年在《青海省育成小麦品种（系）资源的分子评价》文中研究表明本研究利用分子标记技术对82份青海育成小麦品种(系)资源中矮秆基因分布情况、Ppo基因等位变异、Wx糯蛋白亚基缺失情况以及puroindoline变异类型评价,以便进一步了解我省小麦的品质现状。使具有优良面粉品质的小麦品种的筛选更有目的性和高效性,与此同时,产量也较一般小麦可观,这对未来选育优质高产小麦具有很重要的指导作用。1、为系统了解青海小麦矮秆基因的分布特点,并进一步为青海高原小麦的株高育种提供优异种质资源,本研究利用10个矮杆基因的特异性标记对82份青海小麦品种资源中的矮秆基因进行了检测,并对不同矮秆基因的降杆效应进行了分析。结果表明:82份青海育成小麦品种有49份材料至少含有一个矮秆基因,其中Rht-B1b的分布频率最高,约占参试材料的28.0%,其次是分布频率为23.2%的Rht8基因,而矮秆基因Rht-D1b、Rht5以及Rht12的分布频率分别为9.8%、13.4%和9.8%。49份含有不同种类矮秆基因的材料中,其中16份材料同时含有2种及以上的矮秆基因,即Rht-B1b+Rht8,Rht-D1b+Rht8,Rht-B1b+Rht5,Rht-D1b+Rht5,Rht8+Rht5,Rht-B1b+Rht12,Rht5+Rht12。并未发现同时含有Rht-D1b+Rht-B1b的材料,有2份材料同时含有3个矮杆基因,即Rht-B1b+Rht8+Rht12和Rht-B1b+Rht5+Rht8。其余31个品种只含有一种类型的矮杆基因。82份青海育成小麦材料中仅含有Rht-B1b的材料11份,平均株高为86.2cm,其降杆效应为5.7%;只含有Rht-D1b的材料有5份,平均株高为84.9cm,其降杆效应为7.1%;仅含有Rht8的材料数有9份,平均株高为88.6cm,其降杆效应为3.1%。因此,在青海育成小麦品种中,矮秆基因的降杆效应为Rht-D1b>Rht-B1b>Rht8。2、为全面了解青海省历年育成小麦品种籽粒中多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)活性的高低,本研究以82份青海省育成小麦品种为研究对象,利用PPO18、PPO16和PPO29这叁个功能标记检测Ppo基因在Ppo-A1和Ppo-D1位点的等位变异和基因组成。结果表明:在Ppo-A1位点,有44份小麦含Ppo-A1a(高PPO活性)型等位基因,38份小麦含Ppo-A1b(低PPO活性)型等位基因。在Ppo-D1位点,42.7%的小麦含Ppo-D1a(低PPO活性)型等位基因,57.3%的小麦含Ppo-D1b(高PPO活性)型等位基因。在Ppo-A1和Ppo-D12个位点共检测到4种类型的组合:Ppo-A1a/Ppo-D1a,Ppo-A1a/Ppo-D1b(双高PPO活性),Ppo-A1b/Ppo-D1b,Ppo-A1b/Ppo-D1a(双低PPO活性),分布频率分别为24.4%,29.3%,28.0%和18.3%。两个基因组合类型中分布频率最低的是Ppo-A1b/Ppo-D1a(双低PPO活性),分布频率最高的是Ppo-A1a/Ppo-D1b(双高PPO活性)。3、本研究筛选了6个Wx基因STS标记。通过对82份青海育成小麦品种(系)的糯蛋白亚基的缺失情况的分子检测结果显示,青海小麦均无Wx-A1、Wx-B1和Wx-D1蛋白亚基缺失的情况。总体来说,青海小麦面粉品质特征差。由于缺少Wx-B1蛋白亚基的小麦材料具有良好的优质面条特性,所以要改良面条的品质,就应通过分子育种加强Wx-B1蛋白亚基缺失类型的选择和利用。4、本研究以82份青海育成小麦品种(系)为研究对象,选用与puroindoline基因Pina和Pinb两位点连锁紧密的分子标记,区分不同位点的等位变异情况,确定不同位点的基因型。对于不属于Pina-D1b和Pinb-D1b基因型的材料,扩基因全长,测序,确定其最终基因型。本研究共在82份青海小麦材料中检测到2种puroindoline-D1等位变异类型,分别为Pina-D1b、Pinb-D1b。
李善富[2]2014年在《小麦硬度基因遗传多样性的SSR分子标记研究》文中进行了进一步梳理小麦的籽粒硬度与面粉颗粒度大小、出粉率、破损淀粉粒数量有关，决定着小麦的加工品质，是小麦重要品质性状之一，同时也是国内外小麦市场分级和定价的重要依据。本研究在影响硬度性状的主效基因Pina和Pinb座位周围寻找微卫星重复位点，设计引物，通过琼脂糖电泳、聚丙烯酰胺电泳、毛细管电泳以及核苷酸测序的方法对青海育成品种、西藏地方小麦品种和节节麦进行了遗传多样性研究，获得以下结果：1．通过分析小麦硬度基因周围的187kb核苷酸序列，发现了20个微卫星位点。筛选4个重复度高的位点并设计引物，经过琼脂糖电泳分析后，发现了扩展较好的微卫星位点SSR7。测序后发现PCR扩增产物的核苷酸序列与目标片段一致，包含18次AG重复的SSR区域。该位点位于Pina基因的启动子区域，距起始密码子495个碱基处，可以检测硬度基因的等位变异。2．SSR7位点在青海省育成小麦品种和西藏小麦品种中具有明显的多态性，一共有18种类型。最短类型为154bp，最长类型为182bp。片段长度在176bp以上全部为西藏品种，其中包含品种最多的类型为171bp，有22个品种。片段长度为154bp和166bp类型中品种数各有一个，品种名分别为y1904和香农3。3．从SSR7引物所扩增的青海育成品种和西藏地方小麦品种中，挑选出毛细管电泳中条带差异较显着的品种，又用保护SSR7微卫星区域的引物Pina-promoter扩增上述挑选的差异品种和节节麦材料，将其测序后发现：青海育成小麦和西藏地方小麦与节节麦的碱基排序中重复序列均为AG，重复类型共有6种，重复次数分别为6,10，16,18,19,20，而节节麦中仅存在两种重复类型，次数分别为6和10。从叁个不同品种的重复序列的差异性可推测，普通小麦Pina和Pinb基因很可能不是来源于本实验研究的节节麦材料。4．青海育成品种和西藏地方小麦品种碱基序列的SSR5’端，比节节麦多1-2个AC重复。除节节麦品种AS61和AS81之外，其余的22个节节麦中起始密码子上游660bp存在一个13个碱基的缺失。节节麦与普通小麦在SSR7位点以及Pina基因启动子区域存在的核苷酸序列差异，可以为鉴定普通小麦和节节麦中硬度基因的来源提供依据。5．相同引物SSR7的毛细管电泳片段长度对应着不同的籽粒硬度值以及硬度基因的等位变异类型。这可能是由于SSR位点发生改变的频率远高于SNP位点发生的概率，也有可能是SSR位点以外的扩增区域发生的变异,还需要进一步的研究与验证。以上这些研究结果为小麦硬度基因的等位变异检测以及分子标记辅助选择育种提供了实验方法和理论依据。
丁茂予[3]2005年在《小麦硬度等位基因变异的鉴定和筛选》文中研究表明本研究用 SKCS、特异引物的 PCR 扩增和改良的 SDS-PAGE 叁种方法对 85 份中国小麦品种的硬度类型进行了逐类淘汰筛选和分类,在为小麦硬度性状的品种资源筛选、早代鉴定、育种材料的选择、品质性状的分析及应用提供了理论依据的同时,进一步讨论了各种筛选方法的可行性和改进之处,得到了以下结果:1. 利用单籽粒特性测定仪(SKCS)分析得到:SKCS 硬度值>50 的硬质品种有 37 个,介于 25-65 的混合型品种有 17 个,硬度值<41 的软质品种有 31 个。分别占 43.5%,20%和 36.5%。其中硬质和混合型都为硬度主效基因突变型,而混合型可能为人工混杂或环境造成的部分籽粒硬度测量值降低。2. 用根据 Pinb-D1b 相对野生型的突变位点设计的特异鉴定引物和根据野生型 Pinb-D1a 对应位点设计的对照引物对 54 份硬质和混合型小麦品种进行 STS 引物扩增鉴定,56℃退火温度时,在设计引物和对照引物间扩增条带能出现差异,且条带清晰,稳定性好,因而根据 Pinb-D1b 突变位点设计的引物是一种可行的突变体筛选引物。在 54 份硬质及混合型小麦品种里,有 42 份经 PCR 检测为 Pinb-D1b 突变型,占 77.8%。3. 当酶切位点为野生型时,Pinb 全长的扩增产物才能被限制性内切酶 PvuⅡ酶切成 264bp 和 184bp 两个片段;否则为 448bp 单一条带。结果表明,除野生型软麦和 Pinb-D1b 突变型外,其余 12 份小麦品种都能被酶切,即都不是 Pinb-D1c 突变型。在 54 份硬质小麦品种里,不存在 Pinb-D1c 型突变。而针对 Pinb-D1d、Pinb-D1e、Pinb-D1f 和 Pinb-D1g 相对野生型的已知突变位点设计引物,在与根据非突变基因设计的对照引物对除已鉴定出的叁种类型外的 6 份硬质和混合型小麦进行的共同扩增中,发现扩增稳定性较差。这几种突变体的筛选上,不能像 Pinb-D1b 突变体一样根据突变位点设计引物使用。4. 用 PDA 代替双叉丙烯酰胺制作凝胶,经 SDS-PAGE 检测,能清晰分辨Pruoindoline-a 和 Pruoindoline-b 亚基,Pin a 基因表达产物蛋白质的缺失或存在能在凝胶上清晰的反映出来。在 54 份硬质及混合型小麦品种里,有 6 份为 Pin a 基因表达产物蛋白质的缺失型,占 11.1%。5. 虽然突变类型众多,但已设计出的筛选方法有限。对本实验中未鉴定成
李欢欢[4]2013年在《小麦籽粒硬度基因型与品质关系分析以及PINA蛋白缺失分子机制的研究》文中认为籽粒硬度是小麦品质性状中最为重要的指标之一，影响润麦加水量、出粉率、破损淀粉含量和食品加工品质，在决定小麦的磨粉品质和加工品质中起着十分重要的作用。本试验以河南农业大学小麦育种研究室提供的43份黄淮麦区的小麦品种和高代品系、204份中国地方品种，104份CIMMYT国际小麦玉米改良中心的小麦品种、88份澳大利亚小麦品种、53份智利小麦品种、44份荷兰小麦品种为材料，利用单籽粒谷物特性测定仪(SKCS)、特异性引物PCR扩增、限制性内切酶酶切技术、DNA克隆和测序技术以及相关品质测试技术，对所有试验材料的籽粒硬度表型、千粒重、籽粒直径、小麦面粉蛋白质含量、吹泡仪参数、混合仪参数、Puroindo1ine基因型的不同等位变异类型进行了鉴定与分析。以来自我国地方品种玉麦、长腰麦、洋青棵、白老来变为材料，采用引物步移的方法研究PINA蛋白缺失的分子机理以及开发相应的功能性标记。同时，选用河南农业大学2007年审定的小麦品种豫农202，鉴定Puroindo1ine b-2的不同变异类型。以本文主要结论如下：1.参试的493份小麦品种（包括204份中国地方品种，104份CIMMTY国际玉米小麦改良中心的小麦品种、88份澳大利亚小麦品种、53份智利小麦品种、44份荷兰小麦品种）材料中，139份为软质麦，354份为硬质麦，说明中国地方品种、墨西哥、澳大利亚、荷兰、智利小麦品种均以硬质麦为主。硬质麦的Puroindoline基因型检测中，共检测到Pina-D1b、Pina-D1l、Pina-D1n、Pina-D1r、Pina-D1s、Pina-D1u、Pinb-D1b、Pinb-D1c、Pinb-D1d、Pinb-D1p、Pinb-D1q、Pinb-D1t、Pina-D1r/Pinb-D1p、Pina-null/Pina-null14种类型，变异类型相当丰富。在这5个国家中拥有变异类型最多的是中国地方品种，具有其中的11种变异类型；CIMMTY(国际玉米小麦改良中心)硬质小麦品种仅具有2种变异类型，其中Pina-D1b变异类型占94.6%，比例最高；澳大利亚和荷兰的硬质小麦，Pinb-D1b变异类型比例较高，分别占73.6%和56.7%；智利硬质小麦，Pina-D1b和Pinb-D1b变异类型均等分布。中国地方品种白老来变拥有双突变基因型Pina-D1r/Pinb-D1p，其硬度指数为73.2。如此丰富的变异类型，为黄淮海麦区小麦育种提供了丰富的种质资源。2．在中国地方品种中发现了一种新的PINA蛋白缺失类型，采用引物步移技术进行了分子机制研究，将其命名为Pina-D1s。发现该类型与野生型的Ha位点相比，从+371bp到+4792bp（相对于Pina基因的ATG）之间共缺失4422bp，并在缺失片段两侧设计引物后进行扩增，成功开发了能够直接在DNA水平上进行检测Pina-D1s类型的功能性分子标记Pina-N3。该标记可在DNA水平上直接检测出PINA蛋白缺失类型，从而能够极大地提高检测效率。用新开发的功能性分子标记Pina-N3在204份中国地方品种中进行检测，有28份材料属于Pina-D1s变异类型，说明Pina-D1s变异类型在中国农家品种硬质小麦中所占比例较高。3．在中国地方品种钻头百壳中又发现了一种新的PINA蛋白缺失类型，将其命名为Pina-D1u,采用引物步移技术进行了分子机制研究，与野生型的Ha位点相比，Pina-D1u类型有一个6460bp的片段缺失，其缺失位点从-4435bp到+2024bp（相对于Pina基因的ATG），依据其分子特征开发了能够跨越缺失区的功能性标记Pina-N4，该标记能够直接在分子水平上进行检测Pina-D1u变异类型。4．在中国地方品种玉麦、长腰麦、洋青稞中发现了一种新的PINA、PINB蛋白同时发生缺失的类型，采用引物步移技术对其分子机制研究发现，与野生型材料中国春相比，此类型共缺失了包括Pina和Pinb基因编码区在内的几乎33kb。由于这个缺失非常大，缺失片段两侧与A基因组和B基因组具有很高的同源性，因此并没有开发出非常有效的功能分子标记来鉴定该变异类型；这种类型缺失区包含Pina和Pinb基因编码区，目前暂时命名为Pina-null/Pinb-null。5．采用dCAPS技术，运用dCAPS Finder2.0软件对Pina-D1l、Pina-D1n变异类型分别设计了BalI-Pina-D1l和BsrDI-Pina-D1n标记，用限制性内切酶BalI和BsrDI酶分别酶切经BalI-Pina-D1l和BsrDI-Pina-D1n引物扩增后的PCR产物，得到176bp和124bp的酶切片段。该dCAPS标记可以在DNA水平上直接对Pina-D1l和Pina-D1n两种变异类型进行检测，从而能够极大提高检测效率和降低检测成本。6.采用43份黄淮麦区的小麦新品种和高代品系进行籽粒硬度与相关品质性状进行研究，发现该类型材料以硬质类型为主，硬度变异范围较广。参试品种中，硬质麦比例高达76.74%，而混合型和软质麦比例则分别仅为11.62%和11.62%，SKCS硬度指数范围为31～97。硬质麦的Puroindoline基因型检测中，仅仅检测到Pinb-D1b、PINA-null两种变异类型。建议黄淮麦区在小麦育种中应适当扩大基因资源的利用范围。利用吹泡仪和混合仪分析了黄淮麦区新品种（系）籽粒硬度、面粉蛋白质含量、千粒重、籽粒直径、混合仪和吹泡仪参数之间的关系。分析结果表明，SKCS硬度值与面粉蛋白质的含量之间呈极显着正相关；吹泡仪参数P、P/L与混合仪参数C3、C4、C5、C3-C2、C5-C4之间呈极显着负相关；面粉蛋白质含量与吹泡仪参数P、L、G、W、Ie和混合仪参数C1、C2、吸水率之间呈极显着正相关，但与混合仪参数C4、C5、C3-C2、C5-C4之间呈极显着负相关；吹泡仪参数P与吸水率、混合仪参数C2、C2-C1之间呈极显着正相关，吹泡仪参数W与混合仪参数C2、C2-C1之间却呈极显着正相关。小麦籽粒直径与小麦千粒重之间呈极显着的正相关，与小麦的SKCS硬度值没有任何关系。7.进一步利用多点实验分析了43份黄淮麦区的小麦品种和高代品系Puroindoline位点变异对小麦籽粒硬度、小麦粉蛋白质含量、吹泡仪参数和混合仪参数的影响，研究结果表明，Puroindoline基因型对小麦籽粒硬度、蛋白质含量、吹泡仪参数P值、L值、G值、W值、小麦混合仪参数C1值、C2值、C3值、C4值、C5值、吸水率、稳定时间均有显着影响。其中Pina-D1a/Pinb-D1a变异类型的C3值、C4值、C5值显着高于2种硬质基因型（PINA-null/Pinb-D1a、Pina-D1a/Pinb-D1b）的，但是C2值、吸水率、稳定时间显着低于2种硬质基因型的；PINA-null/Pinb-D1a变异类型的SKCS硬度值、面粉蛋白质含量、吹泡仪参数P值、W值、P/L值、吹泡仪参数吸水率、稳定时间最高，但是吹泡仪参数C3值、C4值、C5值最低。8.对河南农业大学2007年审定的小麦品种豫农202鉴定Puroindo1ine b-2的不同变异类型进行鉴定，发现了一种新的变异类型Pinb-2v6。Pinb-2v6变异类型在DNA水平上与Pinb-D1a、 Pinb-2v1、Pinb-2v2、Pinb-2v3a、Pinb-2v4和Pinb-2v5的同源性分别高达74.0%、95.4%、94.7%、92.3%、98.7%和98.0%，在氨基酸水平上Pinb-2v6变异类型与Pinb-D1a、Pinb-2v1、Pinb-2v2、Pinb-2v3a、Pinb-2v4和Pinb-2v5的同源性分别高达96.0%、92.0%、88.0%、97.3%和95.3%。
王霖[5]2012年在《小麦遗传连锁图谱构建及主要农艺和品质性状QTL定位》文中进行了进一步梳理小麦(Triticum aestivum L.)是世界上重要的粮食作物之一。普通小麦是异源六倍体(2n=6x=42)，含有A、B和D叁个染色体组，基因组巨大，而且其中80%以上的DNA为重复序列，导致遗传标记在不同材料间的多态性较差，小麦的遗传研究落后于玉米、水稻等作物。因此，构建高密度小麦分子标记遗传连锁图，对主要农艺和品质相关性状进行QTL定位，明确其在染色体上的位置和效应，对于主要农艺和品质性状的遗传改良具有重要意义。本研究利用两个品种间杂交获得的重组自交系（RIL）作图群体，进行了分子标记遗传连锁图谱的构建，并进行了主要农艺和品质性状的条件和非条件QTL分析，获得了以下主要结果：（1）利用3123对不同来源的引物对亲本潍麦8号和洛旱2号进行多态性筛选，共检测出343对多态性引物。利用筛选的多态性引物对潍麦8号与洛旱2号杂交创制的重组自交系群体（RIL，F8:9）进行基因组扫描，共有246对引物在群体中扩增出条带清晰并有差异的位点，大多数位点在两个群体中的分布符合1:1的分离比例，且为纯合位点。表明该群体适于进行作图研究。（2）运用作图软件MapMaker/EXP3.0和Joinmap v3.0，将348个位点分别定位在小麦的21条染色体上，构建出一张较高密度的遗传连锁图谱。该图谱全长3132.2cM，标记间的平均距离为9.0cM；其A、B和D叁个基组的遗传长度分别是1086.1cM、1170.8cM和875.2cM；以7B染色体上标记最多，为47个，3D上最少，只有2个。叁个基组中，B基组的标记密度最高，D组最低；在7个部分同源群中，第7部分同源群标记密度最高，第6部分同源群最低。标记在染色体上的位置和顺序与graingenes2.0（http://wheat.pw.usda.gov/GG2/index.shtml）的基本一致。（3）利用完备区间作图软件IciMapping v3.0对小麦22个主要农艺性状（产量及其相关性状、株高、生育期、旗叶性状等）和8个主要品质性状（蛋白质含量、湿面筋含量、面团形成时间、面团稳定时间、容重、面粉白度、面粉吸水率和籽粒硬度）进行了2年3点的试验并进行QTL定位分析。共检测到30个性状的324个加性QTL位点，分布在所有的小麦染色体上，单个QTL可解释2.523.2%的性状表型变异；有54个QTL能解释>10%的性状表型变异，为主效QTL，其中12个QTL能在不同环境中被重复检测到。（4）首次对小麦产量与产量构成因素进行条件QTL分析。分析结果表明，千粒重在单个QTL水平对产量的贡献最高，其次是1米行长穗数，但是二者的贡献大小相差不明显，再次是主茎穗粒数和穗粒重，平均穗粒数在单个QTL水平对1米行长产量的的贡献最低。通过对蛋白质含量与产量构成因素的条件分析表明，千粒重和穗粒数对蛋白质含量的影响较大，且二者对的蛋白含量的影响大小大体相当，但二者在QTL水平影响的位点不同；1米行长穗数在单个QTL水平对蛋白质含量的影响较小。通过对面团稳定时间和产量相关性状条件分析表明，穗粒数、千粒重和1米行长穗数对面团稳定时间的表型变异影响很小，表明产量因素对小麦的加工品质影响甚微，提高产量不会影响到面粉加工品质的改良。QDst-WL-2D、QGpc-WL-5B和QGpc-WL-7A在排除穗粒数、千粒重和1米行长穗数的影响后仍然能够被检测到，并且能够解释较高的表型变异率，说明这叁个QTL受产量及相关因素影响很小，通过对这叁个位点的标记选择可能实现产量和品质的同时提高。通过对株高与节间长的条件QTL分析结果表明，倒叁节间长对株高在单个QTL水平贡献最高。
李志业[6]2011年在《黄淮麦区小麦品种（系）籽粒硬度相关性状分析及Gsp-1基因SNP变异与籽粒硬度的关联性研究》文中指出小麦籽粒硬度是小麦品质研究和品质育种的一个非常重要的参数,是小麦贸易中定价和分类分级的重要评价指标,是食品加工品质和磨粉品质的重要指标。小麦籽粒硬度基因分子基础的研究对小麦品质改良具有重要意义。本研究以231份黄淮麦区小麦品种(系)为实验材料,采用单粒谷物特性测试仪(SKCS)测试其硬度、粒径、水分含量和千粒重等性状,利用PCR技术克隆Gsp-1基因,用斯皮尔曼等级相关分析小麦Gsp-1基因的SNP变异与籽粒硬度的关联性。主要结果如下:1.利用单籽粒谷物特性测定仪(SKCS)测定了231份黄淮麦区小麦品种(系)供试材料的籽粒硬度、粒径、水分含量和千粒重,得到以下结果: SKCS硬度值小于40的软质麦品种(系)有15份,硬度值介于40和60之间的混合麦品种(系)37份,硬度值大于(包括等于)60的硬质麦品种(系)有181份,分别占6.5%、16%和77.5%,本研究的结果表明黄淮麦区小麦以硬质和半硬质类型为主。小麦品质性状间的相关分析表明,籽粒硬度与水分含量间呈极显着负相关(-0.5192),当小麦的籽粒水分含量增加时,小麦的籽粒逐渐变软,小麦籽粒硬度与千粒重表现出显着相关(0.4624),这说明随着籽粒硬度的增加,千粒重也有提高的可能。2.根据GenBank中公布的已知谷类作物硬度基因grain softness protein-1(Gsp-1)的保守DNA序列设计了一对特异性引物Gsp-1F/Gsp-1R,利用该引物对根据硬度结果随机抽取的50份小麦材料的DNA进行PCR扩增,电泳结果显示出大小为650bp左右的特异性扩增条带。目的条带克隆后,用扩增引物检测单克隆,确认为阳性克隆,并进行测序。将得到的50份材料的序列与NCBI网站中的序列进行比对,结果表明所有序列都是Gsp-1基因序列。利用DNAMAN对该序列进行分析,结果表明Gsp-1序列包含495bp的完整编码序列,该序列的编码区无内含子,Gsp-1蛋白共编码165个氨基酸,N端具有作物籽粒软质蛋白所特有的由19个氨基酸组成的信号肽序列,保守的10个半胱氨酸(Cys)。在Puroindoline蛋白中富含色氨酸(Trp)结构域,该结构域和淀粉表面相结合,通过这种方式作用于籽粒质地结构,从而影响籽粒硬度。但是在Gsp-1蛋白中没有发现类似于Puroindoline蛋白的色氨酸(Trp)结构域,对Gsp-1蛋白质残基进行分析,我们发现有两个色氨酸(Trp)存在于第3个半胱氨酸和第4个半胱氨酸之间,Gsp-1蛋白可能通过这两个色氨酸影响小麦的籽粒硬度。根据Rahman对Gsp-1基因的分类标准,该基因分为叁种不同类型,分别命名为Gsp-1a、Gsp-1b和Gsp-1c。利用PSIPRED(http://bioinf.cs.ucl.ac.uk/psipred)预测了Gsp-1基因编码蛋白的二级结构,Gsp-1a形成4个α-螺旋结构,Gsp-1b形成5个α-螺旋结构,其中保守的两个色氨酸位于两个螺旋结构之间。3.根据所测籽粒硬度的结果,从231份供试材料中随机抽取的50份材料,其中硬度值大于60的35个,硬度值在40和60之间的10个,硬度值小于40的5个。将这50份材料的Gsp-1基因序列与从NCBI上下载的103份材料的Gsp-1基因序列比对,发现其同源性达到97.21%,对这153条序列做进一步分析,我们可以发现它们有98个变异位点,其中有72个是单突变位点,26是多态性位点,所以这26个位点可以看做为候选SNP位点,在候选SNP位点中选出17个变异丰富的SNP位点作为研究的基础数据。虽然小麦材料中硬度变化范围很大,但对50份黄淮麦区材料的SNP位点变异与SKCS值的相关性分析表明,Gsp-1基因的SNP位点变异与籽粒硬度之间不存在明显的关系。
岳淑芳[7]2007年在《小麦籽粒硬度及其Pinb-D1a和Pinb-D1b基因分子标记研究》文中指出籽粒硬度是小麦最重要的品质性状之一，是小麦市场分级和定价的重要依据。为了明确我国主要春小麦品种农艺性状、籽粒硬度分布和Puroindoline b(Pinb)等位基因变异，选用引自全国冬、春麦区的170份小麦主栽品种(系)，于2005和2006年种植于内蒙古农业大学教学科研基地，运用SPSS软件对农艺性状进行聚类分析，用Perten 4100型单粒硬度测定仪(single kernel characterization system，SKCS)和STS(sequence tagged sites)分子标记，研究籽粒硬度分布频率及其Pinb基因变异。主要研究结果如下：1．对17份冬小麦和63份春小麦品种(系)进行系统聚类分析。结果表明，供试小麦材料分为3类，第1和第3类品种(系)的综合表现较好，其株高适中、主茎穗长、有效分蘖、单穗籽粒数和粒重相对较高；另有5份品种(系)的株高、植株韧度、有效分蘖数、结实小穗数和单穗粒重较低，不宜选作杂交亲本。2．从全国冬、春麦区引进的小麦品种(系)中，考种筛选出89份农艺性状较好的春小麦和21份能够正常抽穗结实的冬小麦品种(系)进行籽粒硬度及其单籽粒分布频率研究。结果表明，供试小麦品种(系)籽粒硬度变幅为7±19～80±16，分为叁类5级，软质、硬质和混合类型频率分别为18.0％、28.1％和53.9％。东北春麦区以硬质麦为主，北部春麦区和西北春麦区以混合类型为主。就春小麦单籽粒分布频率来说，软质麦硬度值低于33的籽粒占31％～98％，高于60的籽粒占0％～9％，硬度均值为1±16～40±13；硬质麦硬度值低于33的籽粒占1％～10％，高于60的籽粒为23％～94％，硬度均值为50±15～80±16；混合麦硬度值低于33和高于60的籽粒比例接近，分别为11％～53％和11％～48％，硬度均值为29±27～56±21。北部春麦区和西北春麦区小麦千粒重和粒径较其他麦区高(新疆春麦区除外)。软质、硬质和混合型冬小麦频率分别为47.6％、23.8％和28.6％。3．应用STS分子标记鉴定Pinb-D1a和Pinb-D1b基因表明，供检测的104份品种中，Pinb-D1a基因品种有73份，包括20份软质、20份硬质和33份混合型；Pinb-D1b突变品种有26份，包括4份软质、8份硬质和14份混合型。陇春15和P187均未检测到Pinb-D1a和Pinb-D1b基因，S-51／云8、沈免90和濮优9175则同时检测到Pinb-D1a和Pinb-D1b基因。在38份春小麦品系中，12份软质和8份混合型中检测到Pinb-D1a基因；14份软质和4份混合型中检测到Pinb-D1b基因。
郭世华, 何中虎, 马庆, 王洪刚[8]2005年在《小麦籽粒硬度研究进展》文中研究指明籽粒硬度是小麦重要的品质性状之一,主要影响磨粉品质和食品加工品质。为了在生化和分子水平上进一步研究籽粒硬度,加快小麦品质改良进程,从籽粒硬度理论假说、硬度测定方法、遗传学基础、生化基础、硬度与品质的关系,以及主效基因等位变异和遗传转化等方面,介绍了国内外在籽粒硬度研究中的主要研究进展,并结合中国在相关领域的研究现状进行了评述。
陈锋[9]2006年在《中国和CIMMYT普通小麦puroindoline基因分子基础研究及其对加工品质的影响》文中认为籽粒硬度是最重要的小麦品质性状之一,对磨粉和食品加工品质有重要影响,研究籽粒硬度基因的分子基础对小麦品质改良具有重要意义。本试验选用805份中国当前主栽冬、春麦品种(系)、地方品种和历史品种(共计3个试验)以及596份来自CIMMYT的小麦品种(系)(共计3个试验)材料,采用单籽粒谷物特性测试仪、PCR扩增、酶切、改进的SDS-PAGE和测序技术对其籽粒硬度及其基因型进行了鉴定,并对286份品种(共计2个试验)的磨粉和食品加工品质进行了测试。主要结果如下: 1.我国冬、春小麦主栽品种均以硬质类型为主,由北向南,硬质麦比例逐渐减少。硬质冬麦中共有Pina-D1b、Pinb-D1b和Pinb-D1d两种已知基因型,所占比例分别为12.9%、73.4%和1.6%;而硬质春麦中则发现有Pina-D1b、Pinb-D1b和Pinb-D1c叁种已知基因型,所占比例分别为37.9%、51.5%和4.9%。发现了两种Pinb突变新类型:农大3213等13份冬麦和6份春麦品种(系)的Pinb基因的第42氨基酸中有一碱基A缺失,引起了移码突变,导致该基因第60位氨基酸变成了终止密码子,从而致使该类型PINB蛋白缺失,将其命名为Pinb-D1p;京冬11和沧核030的Pinb基因第218位点碱基G突变成了T,导致该基因第44位点色氨酸变成了亮氨酸,将其命名为Pinb-D1q。 2.我国地方品种和历史品种均以硬质类型为主。从地方品种、历史品种到当前主栽品种,软麦(分别为42.7%、45.2%和25.1%)和混合麦(24.3%、13.9%和14.1%)的比例逐渐减少,而硬麦(33.0%、40.9%和60.8%)的比例显着增加。硬质麦中共发现Pina-D1b、Pinb-D1b和Pinb-D1p叁种已知基因型。从基因型的变化来看,PINA缺失(43.8%、48.5%和24.2%)和Pinb-D1p(39.7%、14.7%和8.4%)分布频率逐渐减少,而Pinb-D1b(12.3%、36.8%和63.4%)的频率显着增加。在地方品种中发现了叁种新突变类型:来自贵州的光头线麦和红麦Pinb基因中第226位点碱基由G变成了C,导致其推断的第47位氨基酸由甘氨酸变成了精氨酸,命名为Pinb-D1t;来自江苏的红和尚Pina基因的第187位点碱基由C变成了T,导致该基因第35位点脯氨酸变成了丝氨酸,命名为Pina-D1m类型;有6个地方品种的Pina基因第212位点碱基由G变成了A,导致其第43位点色氨酸变成了终止密码子,被命名为Pina-D1n类型。另外,有5份地方品种Pina基因第265位点有一碱基C缺失,产生了移码突变,从而导致该基因推断的第93位点氨基酸变成了终止密码子,致使PINA蛋白不能表达,尽管该类型先前已经报道,但命名有误,本文重新命名为Pina-D1l类型。其中,Pina-D1m是目前发现的第一个含有PINA蛋白并且导致普通小麦胚乳质地变硬的突变类型,修订了先前的籽粒硬度分子理论模型。 3.CIMMYT普通小麦以硬质类型为主,硬质麦中只有Pina-D1b和Pinb-D1b两种基因型,Pina-D1b是最常见的基因型,占硬麦总数的86.3%,Pinb-D1b占13.7%。建议CIMMYT多引进一些其它硬度变异类型的小麦种质,如Pinb-D1b类型等,以减少Pina-D1b对品质改良的负面影响。在人工合成小麦与普通小麦杂交的高世代材料中共鉴定出Pina-D1a/Pinb-D1a、Pina-D1j/Pinb-D1i、Pina-D1c/Pinb-D1h、Pina-D1a/Pinb-D1i和Pina-D1a/Pinb-D1j五种基因型,均表现为软质,其中Pina-D1j/Pinb-D1i是最为常见的突变类型。Pina-D1c/Pinb-D1h和
郭世华[10]2003年在《中国小麦籽粒硬度的生化和分子标记研究》文中指出硬度是小麦重要的品质性状之一，主要影响磨粉品质和食品加工品质。选用我国主要麦区351个品种（系），于2001-02年度种植在北京和安阳，55份春麦区品种（系）于2002年种植于新疆和巴盟，用异丙醇/氯化钠提取Friabilin 蛋白，按Puroindoline a和b及其突变序列设计引物，研究籽粒硬度、Friabilin 蛋白表达量和Puroindoline等位基因的变异类型及其分布特点。65份品种（系）于2001-02年度种植于北方冬麦区11个地点，43份品种种植于南方冬麦区4个地点，研究硬度等性状在不同环境下的变异。主要结果如下：1.冬麦区品种的SKCS籽粒硬度分布范围为12～104，各种硬度类型皆有，但不同麦区差异较大。北部和黄淮麦区品种的硬度显着高于长江中下游和西南麦区，前者以硬质为主，后者分别以软质和混合类型为主。春麦区品种籽粒硬度分布范围为11～84，中等偏硬的品种占70.9%，极端类型较少。东北春麦区、西北春麦区、青藏高原冬春麦区和新疆冬春麦区品种以硬质类型为主，北部春麦区以软质和混合类型为主。2.Friabilin谱带相对表达量与籽粒硬度呈显着负相关，籽粒硬度低，Friabilin谱带强，籽粒硬度数值高，Friabilin谱带弱。用Friabilin蛋白表达量判断冬小麦、春小麦和中优9507穗系籽粒软硬的准确率分别为84.4% 、81.8%和85.3%，其相关系数分别为-0.40、-0.37和-0.68，均达到0.01显着水平。因此，改进的Friabilin蛋白SDS-PAGE技术可用于小麦籽粒硬度生化标记辅助选择。3.STS标记表明，中国小麦的Puroindoline亚基存在丰富变异，包括已报道的2种野生型和5种突变类型、新变异类型、双突变和多位点突变。冬麦区Pina-DIa/Pinb-DIb类型比例最高，达46.8%；Pina-DIa/Pinb-DIa（野生型）和Pina-DIa/Pinb-DIe 的频率也较高，分别为25.4%和10.3%；Pina-DIa/Pinb-DId 和Pina-DIa/Pinb-DIf的频率分别为5.2%和4.8%；4份Pina-DIa/Pinb-DIg类型品种以双突变或多突变出现，占1.6%。Pina-DIb/Pinb-DIa基因品种包括中优9701、原冬107、原冬971和85中33。双突变有15份品种，分别是中优9507-60、中优9507-69、中优9701、原冬107、原冬971、85中33、晋麦60、鲁94（6）006、山农2013、济南17、CA8686、CA9532、京农97-86、晋农218和云麦42，农大3395和晋农207为多位点突变品种；濮优9175、农大3213、扬麦5号和藁城8901为新变异类型。其中濮优9175 的 Ser-103 突变为 Leu-103（TCA to TTA），暂命名为Pina-DIa/ Pinb-DIh；农大3213富含色氨酸区域缺失碱基A，暂命名为Pina-DIa/ Pinb-DIi；扬麦5号Pin b的 442（A）和443（G）之间插入碱基C，暂命名为Pina-DIa/ Pinb-DIj；藁城8901有2个位点碱基突变，即Gln-96—His-96 （CAG to CAT）和 Ser-114——Asn-114（AGT to AAT），暂命名为Pina-DIa/ Pinb-DIk。不同类型间硬度存在差异，其中Pina-DIb/Pinb-DIa和Pina-DIa/Pinb-DIb品种的硬度值高于Pina-DIa/Pinb-DId、 Pina-DIa/Pinb-DIe 和<WP=7>Pina-DIa/Pinb-DIf基因的品种，差异达到0.05显着水平；4.春麦品种Puroindoline变异类型也较多，不同类型分布频率有较大差异，Pina-DIa/Pinb-DIb和Pina-DIa/Pinb-DId在5个麦区均有不同程度的分布，但前者频率（52.7%）大于后者（18.2%）；Pina-DIa/Pinb-DIa（野生型）频率也较高，为12.7%；麦区之间相比，东北春麦区、西北春麦区、青藏高原冬春麦区和新疆冬春麦区Pina-DIa/Pinb-DIb类型比例高，北部春麦区Pina-DIa/Pinb-DIa的频率较高，为40.0%。青藏高原冬春麦区类型最多，有Pina-DIa/Pinb-DIc、Pina-DIa/Pinb-DIe和Pina-DIb/Pinb-DIa ，其对应品种为青春566、97-100、高原2000鉴1和95-1218；东北麦区包括克旱16、沈免90和沈免99121叁份双突变品种。Pina-DIb/Pinb-DIa基因品种只有2份，为95R498和95-1218；除野生型外，变异类型间硬度无显着性差异。5.籽粒硬度的品种、地点和品种×地点互作平方和分别占处理总变异平方和的89.53%、1.11%和9.36%，硬度变异主要由品种引起。北片各点籽粒硬度和千粒重明显高于南片，籽粒硬度在各试点的变异程度较大。硬质麦籽粒硬度和SDS沉淀值间存在极显着正相关（r = 0.38），软质麦二者呈显着负相关（r = -0.58）；硬质麦籽粒硬度和千粒重呈极显着负相关（r = -0.53），软质麦二者无显着相关性。
参考文献：
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[5]. 小麦遗传连锁图谱构建及主要农艺和品质性状QTL定位[D]. 王霖. 山东农业大学. 2012
[6]. 黄淮麦区小麦品种（系）籽粒硬度相关性状分析及Gsp-1基因SNP变异与籽粒硬度的关联性研究[D]. 李志业. 西北农林科技大学. 2011
[7]. 小麦籽粒硬度及其Pinb-D1a和Pinb-D1b基因分子标记研究[D]. 岳淑芳. 内蒙古农业大学. 2007
[8]. 小麦籽粒硬度研究进展[J]. 郭世华, 何中虎, 马庆, 王洪刚. 麦类作物学报. 2005
[9]. 中国和CIMMYT普通小麦puroindoline基因分子基础研究及其对加工品质的影响[D]. 陈锋. 中国农业科学院. 2006
[10]. 中国小麦籽粒硬度的生化和分子标记研究[D]. 郭世华. 山东农业大学. 2003
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