高大山羊草優(yōu)質(zhì)麥谷蛋白亞基向小麥基因組中的易位轉(zhuǎn)移和面包品質(zhì)分析.pdf

1、小麥(Triticum aestivum L.)是世界上三大最重要的糧食作物之一，其面團(tuán)具有獨(dú)特的粘性和彈性，可以制作成面包、面條、饅頭等各種食品。高分子量麥谷蛋白亞基(High molecular weight glutenin subnit，HMW-GS)是小麥籽粒貯藏蛋白的重要組成成分，影響著面團(tuán)的彈性和加工品質(zhì)。高大山羊草(Aegilops longissima L.)是小麥重要的近緣二倍體物種，含有大量的優(yōu)良基因，可用于小麥遺

2、傳改良，提高小麥加工品質(zhì)以及對(duì)生物脅迫和非生物脅迫的抗性。本研究擬通過(guò)體細(xì)胞無(wú)性系變異技術(shù)誘導(dǎo)小麥1B染色體與高大山羊草1S1染色體間發(fā)生整臂易位，同時(shí)開(kāi)發(fā)小麥1B染色體和高大山羊草1S1染色體長(zhǎng)、短臂特異分子標(biāo)記，利用分子標(biāo)記對(duì)體細(xì)胞無(wú)性系變異后代材料進(jìn)行篩選，創(chuàng)制小麥-高大山羊草1S1L·1BS純合易位系(20ⅡW+1Ⅱ1SL+IBS)和1S1S·1BL純合易位系(20ⅡW+1Ⅱ1SS+IBL)，并進(jìn)行初步的品質(zhì)性狀分析。主要研究結(jié)

3、果如下:
　　1、以小麥-高大山羊草1S1(1B)代換系CB-SLB(2n=42，20ⅡW+1Ⅱ1S)為父本與澳大利亞小麥品種Westonia為母本進(jìn)行雜交，對(duì)授粉15d的F1雜種幼胚進(jìn)行組織培養(yǎng)，對(duì)產(chǎn)生的愈傷組織進(jìn)行2次繼代培養(yǎng)，以誘導(dǎo)小麥1B染色體與高大山羊草1S1染色體間發(fā)生整臂易位。然后對(duì)愈傷組織進(jìn)行分化培養(yǎng)，共獲得了755株再生植株，植株再生率為181.0％。
　　2、從高大山羊草幼苗葉片提取RNA，建立高大山羊草

4、cDNA文庫(kù)，通過(guò)Illumina HiSeq轉(zhuǎn)錄組測(cè)序，得到了54299378條Raw Reads和Clean Reads和8.14G的Clean bases。對(duì)Clean Reads進(jìn)行轉(zhuǎn)錄本拼接之后，得到了102395條unigenes，其中unigenes的N50和N90分別為649bp和236bp。
　　3、利用高大山羊草轉(zhuǎn)錄組序列和生物信息技術(shù)，以小麥-高大山羊草1S1-7S1全套附加系DA1S1＃3、DA2S1＃3、

5、DA3S1＃2、DA4S1＃3、DA5S1＃3、DA6S1＃3、DA7S1＃3為材料，共開(kāi)發(fā)了134個(gè)高大山羊草1S1-7S1不同染色體臂特異的分子標(biāo)記，其中，1S1L、1S1S、2S1L、2S1S、3S1L、3S1S、4S1L、4S1S、5S1L、5S1S、6S1L、6S1S、7S1L、7S1S染色體上各有11、10、17、5、4、8、8、7、29、8、11、4、7、5個(gè)標(biāo)記。
　　4、利用1S1L、1S1S、1BL、1BS特異

6、分子標(biāo)記，結(jié)合原位雜交技術(shù)，篩選CB-SLB與Westona無(wú)性系變異群體。在986株TC2群體中獲得了3個(gè)小麥-高大山羊草1S1S·1BL純合易位系(20Ⅱw+1Ⅱ1SS+1BL)，在831株TC3群體中獲得了1個(gè)小麥-高大山羊草1S1L·1BS純合易位系(20ⅡW+1Ⅱ1SL+1BS)，在1140株TC4群體中獲得了1個(gè)小麥-高大山羊草1S1L·1BS純合易位系(20ⅡW+1Ⅱ1SL+IBS)，獲得效率分別為0.3％、0.12％和0

7、.088％。
　　5、利用SDS-PAGE技術(shù)對(duì)小麥-高大山羊草1S1L·1BS易位系中HMW-GS組成情況進(jìn)行了鑒定，發(fā)現(xiàn)1SL染色體上的1Sx2.3基因和1Sy16基因均正常表達(dá)。進(jìn)一步對(duì)小麥-高大山羊草1S1/1B兩類(lèi)易位系進(jìn)行了初步的面包品質(zhì)分析，發(fā)現(xiàn)1S1L1BS易位系材料的面團(tuán)強(qiáng)度和面筋強(qiáng)度比對(duì)照材料的要弱，而1S1S·1BL易位系材料的面團(tuán)強(qiáng)度和面筋強(qiáng)度要強(qiáng)于對(duì)照材料。另外，發(fā)現(xiàn)易位系材料在北京種植其蛋白含量高于在云