中國小麥品種光周期和品質(zhì)基因分子鑒定.pdf

1、改良品種適應(yīng)性和加工品質(zhì)是我國小麥育種的重要目標(biāo)。Ppd-D1a是位于普通小麥2D染色體上光周期非敏感基因，與小麥適應(yīng)性密切相關(guān)；黃色素含量與面制品的外觀色澤密切相關(guān)，我國的面條、饅頭要求色白，需要低黃色素含量的小麥品種；麥谷蛋白亞基基因與面團(tuán)強(qiáng)度密切相關(guān)。利用分子標(biāo)記研究以上性狀不僅可以了解控制相關(guān)性狀的基因在不同麥區(qū)的分布規(guī)律，篩選含有優(yōu)質(zhì)基因的材料，而且有助于研究我國小麥在不同麥區(qū)的適應(yīng)性機(jī)理和開展優(yōu)質(zhì)基因聚合育種。本研究利用分子

2、標(biāo)記檢測了我國9個(gè)小麥種植區(qū)域926份品種(系)的光周期基因Ppd-D1a的分布規(guī)律，并結(jié)合系譜從分子水平上分析推導(dǎo)Ppd-D1a的來源；利用分子標(biāo)記檢測了我國4個(gè)冬麥區(qū)的374份改良品種(系)和197份核心地方種質(zhì)控制黃色素含量的八氫番茄紅素合成酶基因等位變異分布規(guī)律，并分析了改良品種的黃色素含量與八氫番茄紅素合成酶基因之間的相關(guān)性，篩選了低黃色素含量材料。利用特異性分子標(biāo)記研究了我國4個(gè)冬麥區(qū)的224和216份品種(系)的高、低分子

3、量谷蛋白基因，明確了檢測基因的分布頻率及相關(guān)基因標(biāo)記的有效性。主要研究結(jié)果如下： 1.我國小麥品種光周期非敏感基因Ppd-D1a的平均分布頻率為66％，其中地方品種和改良品種分別為38.6％和90.6％：除西北高緯度地區(qū)部分春小麥和甘肅、新疆等地冬小麥外，國內(nèi)1970以后推廣的小麥品種(系)都攜帶有Ppd-D1a基因；從北到南Ppd-D1a基因的分布頻率逐漸升高；結(jié)合系譜分析從分子水平上推導(dǎo)了中國小麥品種中Ppd-D1a基因的來

4、源，主要是日本地方品種.Akagomughi和中國地方品種螞蚱麥和蚰子麥。Ppd-D1基因標(biāo)記特異性強(qiáng)、重復(fù)性好，可以準(zhǔn)確地檢測小麥品種Ppd-D1a基因的存在與否。 2.控制黃色素含量的八氫番茄紅素合成酶基因(Psy-A1)標(biāo)記YP7A為共顯性標(biāo)記，在高、低黃色素含量的小麥材料中分別擴(kuò)增出194 bp和231 bp片段，相應(yīng)的等位基因?yàn)镻sy-A1a和Psy-A1b(GenBank編號(hào)分別為EF600063和EF600064)

5、。在374份冬小麥改良品種(系)中，含有等位基因Psy-A1a和Psy-A1b的品種(系)分別占66.8％和33.2％，二者黃色素含量平均值差異達(dá)到極顯著水平(P<0.01)。其中，北方冬麥區(qū)、黃淮冬麥區(qū)、長江中下游冬麥區(qū)及西南冬麥區(qū)Psy-A1a等位基因的分布頻率分別為73.8％、73.9％、25.9％和46.7％。197份核心地方種質(zhì)等位基因Psy-A1a和Psy-A1b的分布頻率分別為97.5％和2.5％。 3.用分子標(biāo)記

6、可以更準(zhǔn)確地檢測小麥品種(系)的HMW-GS組成。我國224份冬小麥品種(系)HMW-GS亞基的分布頻率存在很大差異。其中，55份(24.6％)材料攜帶有Dx5，80份(35.7％)攜帶有By8，沒有Dx5和By8等位變異的材料無擴(kuò)增帶產(chǎn)生；5.8％的品種(系)攜帶有Bx20亞基。含有Bxl4+By15和Bx13+By16亞基的品種分別有1和2份； 4(1.8％)和5(2.2％)份品種分別攜帶有Bx6和Bx17： 106(47.3％)個(gè)

7、品種(系)含有基因By9。分子標(biāo)記檢測結(jié)果與SDS-PAGE結(jié)果比較，不同亞基的符合度(一致性)有一定的差異：Bx17和Bx6符合度為100％，Dx5、By8和By9的一致率分別為90.9％、88.9％和97.2％，主要原因是SDS-PAGE不能很好區(qū)分功能不同、分子量相似的亞基。 4.GLu-B3位點(diǎn)10個(gè)分子標(biāo)記中8個(gè)特異性強(qiáng)、重復(fù)性好，可用于小麥品種LMW-GS的分子檢測和輔助選擇。10個(gè)標(biāo)記檢測我國216份冬小麥品種(系

8、)，發(fā)現(xiàn)8種等位變異，其中，34份材料(15.7％)攜帶Glu-B3g亞基；34份(15.7％)材料攜帶Glu-B3d亞基；15份材料(6.9％)含有G1u-B3b基因，4個(gè)品種含有G1u-B3e基因；13個(gè)品種(6.0％)攜帶G1u-B3f亞基：8個(gè)品種攜帶G1u-B3h亞基；4份材料含有G1u-B3i亞基；104份品種攜帶G1u-B3j亞基。分子標(biāo)記檢測結(jié)果與SDS-PAGE分析結(jié)果有一定差異，主要原因是SDS-PAGE技術(shù)對(duì)LMW