基本信息
- 项目名称：
- 陇东地区部分冬小麦品种（系）HMW-GS的遗传变异分析
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本研究利用生化标记分析了冬小麦品种(系)的HMW-GS组成、组成频率，结果表明本区冬小麦种质资源存在16种亚基组合类型，5+10优质亚基的组合类型只占3种；Glu-1位点遗传多样性单一，其中Glu-A1、Glu-B1、Glu-D1位点分别只有2种、4种、6种等位基因变异形式；研究发现，地方品种亚基的组成类型组成单一，优质亚基少；而外引品种、育成品种亚基类型较为丰富，且包含一定数量的优质亚基。
- 详细介绍：
- 本研究通过SDS-PAGE技术，对陇东地区部分冬小麦品种(系)的高分子量谷蛋白亚基组成及亚基组成频率进行了分析。结果表明陇东地区冬小麦品种(系)存在16种亚基组合类型，以N,7+8,2+12亚基含量丰富，其出现频率占品种(系)总数的36.50%，而含5+10亚基的亚基组合类型只有3种，仅占品种(系)数量的9.62%。Glu-1位点遗传多样性单一，Glu-A1位点仅有2种等位变异形式，N亚基频率最高(71.15%)；Glu-B1位点有4种等位基因变异形式，7+8亚基频率最高(59.62%)；Glu-D1位点上有6种等位基因变异形式，2+12亚基频率最高(61.54%)。通过对地方品种、育成品种(系)和引进品种HMW-GS组成比较发现，地方品种亚基的组成类型呈现出组成单一，优质亚基少的特点；而外引品种和育成品种亚基类型较为丰富，且包含一定数量的优质亚基。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 陇东地区冬小麦选育长期只重视产量、抗旱、稳产等农艺性状，但往往忽视籽粒品质的改良、缺乏对该地区HMW-GS基因的充分利用；此外，传统的育种手段难以无法检测出HMW-GS等位基因的变异，致使生产上推广应用的品种加工品质大多较差。因此，本研究拟通过生化标记的手段研究本地区冬小麦HMW-GS组成特点以及分布规律，把性状上无法辨别的HMW-GS基因结合杂交育种手段导入到遗传背景较好的地方品种中去。
科学性、先进性及独特之处
- 通过应用SDS-PAGE技术，对陇东地区部分冬小麦品种的高分子量谷蛋白亚基构成、不同等位基因间亚基变异及出现频率进行分析，可为高产优质的冬小麦品种选育开辟一条新的路径。
应用价值和现实意义
- 本论文选题有很强的应用价值，内容翔实，论文格式正确，书写规范，条理清晰，所得数据合理，综合运用了所学知识解决问题，结论对本地的优质冬小麦的选育有一定的指导意义。
学术论文摘要
- 本实验通过SDS-PAGE技术，对陇东地区部分冬小麦品种(系)的高分子量谷蛋白亚基组成及亚基组成频率进行了分析。结果表明陇东地区冬小麦品种(系)存在16种亚基组合类型，以N，7+8，2+12亚基含量丰富，其出现频率占品种(系)总数的36.50%，而含5+10亚基的亚基组合类型只有3种，仅占品种(系)数量的9.62%。Glu-1位点遗传多样性单一，Glu-A1位点仅有2种等位变异形式，N亚基频率最高(71.15%)；Glu-B1位点有4种等位基因变异形式，7+8亚基频率最高(59.62%)；Glu-D1位点上有6种等位基因变异形式，2+12亚基频率最高(61.54%)。通过对地方品种、育成品种(系)和引进品种HMW-GS组成比较发现，地方品种亚基的组成类型呈现出组成单一，优质亚基少的特点；而外引品种和育成品种亚基类型较为丰富，且包含一定数量的优质亚基。
获奖情况
- 本论文在2010年11月荣获甘肃省陇东学院第十一届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛二等奖。
鉴定结果
- 无
参考文献
- [1]施万喜. 陇东旱塬地"西峰号"小麦品种遗传基础及育种目标与对策[J]. 干旱地区农业研究, 2008.26(4):180-184. [2]纪军,刘东成,王静.一种高低分子量麦谷蛋白的提取方法[J]. 遗传, 2008.1.31(1):123-126. [3]杨宝菊,王亚娟,吉万全. 长江中下游麦区小麦地方品种HMW-GS遗传多样性分析[J]. 西北农业学报,2009.18( 2) : 59-63. [4]李鹏,张素勤,郑竹等. 偏凸山羊草和硬粒小麦远缘杂交后代高分子量麦谷蛋白亚基分析[J]. 西北农业学报,2009.18(1):48-51. [5]肖静,田纪春. 小麦(T.aestivum L.)D基因组的研究进展[J].分子植物育种,2008.6(3):537-541. [6]张学勇. 中国小麦大面积推广品种及骨干亲本的高分子量谷蛋白亚基组成分析[J],中国农业科学.2001.34(4):107-110. [7]李硕碧,高翔. 小麦高分子量蛋白亚基与加工品质[M]. 北京：中国农业出版社，2000.12 [8]李兴茂. 甘肃省冬小麦种质资源高分子量麦谷蛋白亚基遗传变异研究[D]. 兰州:兰州大学,2004. [9]王红梅,厚毅清,张艳萍等. 甘肃春小麦资源HMW-GS组成研究[J].种子, 2009,11(28):33-36. [10]任妍,梁丹,张平平等. 中国和CIMMYT小麦品种Bx7亚基超量表达基因的分子检测[J]. 作物学报,2009,35(3):403-411. [11]郑寒,陈静,任妍等. 小麦优质谷蛋白亚基分子标记多重PCR体系的建立与应用[J]. 作物学报,2009,35(10):1831-1835. [12]朱金宝,刘广田,张树榛等. 小麦籽粒高、低分子量谷蛋白亚基及其与品质关系的研究[J]. 中国农业科学,1996,29(1):34-39. [13]宋建民,刘爱峰,吴祥云等. 高分子量谷蛋白亚基组成及其含量与小麦品质关系研究[J]. 中国农业科学,2003,36(2):128-133.
同类课题研究水平概述
- 高分子量麦谷蛋白亚基（简称HMW-GS）是限制小麦品质遗传潜力的最重要的因素，HMW-GS含量仅占面筋蛋白的10%左右，HMW-GS的种类和数量与小麦品种的加工品质密切相关，对面筋特性起到非常重要的作用。 编码HMW-GS的基因位于小麦的1A、1B、1D染色体的长臂端，分别为Glu-A1、Glu-B1、Glu-D1，统称Glu-1位点。每个位点上都有两个紧密连锁的基因；Payne等提出了HMW-GS的Glu-1品质评分，其中一些评分较高的5+10、1、2*亚基，作为重要选择标记已被广泛的应用。 国内对于HMW-GS的研究晚于国外；在我国，小麦HMW-GS存在着丰富的变异类型，但含5+10亚基的品种非常少。我国的小麦烘烤品质普遍较差，优质亚基1、2*，尤其是5+10亚基频率较低是我国的小麦烘烤品质普遍较差的主要原因。 研究表明，Glu-1的各位点对小麦烘烤品质的贡献不一样，同样，各位点内的亚基组合对其贡献不一致。Lawernce等研究发现，Glu-B1和Glu-D1的缺失形式对品质的影响大于Glu-A1位点；毛沛等研究结果表明三个位点效应大小为Glu-D1>Glu-B1=Glu-A1。 国外学者研究发现，在Glu-A1位点上编码1、2*、null亚基的基因是AX1、AX2、Axnull，在选择优质亚基的同时可以实现对沉默基因的鉴定。Glu-B1位点携带有编码亚基的基因有BX7oe(over-expression)，Glu-D1位点上基因DX5和DY10是紧密连锁的，通过对DX5基因的选择可以达到同时筛选DY10基因的效果，因此，在利用分子标记研究优质HMW-GS种类和频率的同时还可以研究其在种质资源的分布。 张学勇等研究表明，在我国的育成品种中，Glu-B1位点的遗传多样性最丰富，其次为Glu-D1位点,Glu-A1位点的多样性最差；省内学者研究表明我省的Glu-1位点的多样性较低，主要有Null、7+8和2+12，优质亚基5+10，优质亚基品种的频率很低，遗传基础比较狭窄；目前对于陇东地区的研究报道完全没有，此外，传统的育种手段难以辨别冬小麦中的优良亚基，无法检测出HMW-GS等位基因的变异。因此，本研究通过分子标记的手段研究陇东地区HMW-GS组成特点以及优质亚基的分布规律，加速优良亚基在育种中的利用。
