【摘 要】
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小麦是我国主要粮食作物之一,小麦品质是衡量小麦市场价值的重要指标。阿拉伯木聚糖(Arabinoxylan,AX)通过阿魏酰阿拉伯木聚糖(Feruloyl Arabinoxylan,FAX)结构中的阿魏酰基
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小麦是我国主要粮食作物之一,小麦品质是衡量小麦市场价值的重要指标。阿拉伯木聚糖(Arabinoxylan,AX)通过阿魏酰阿拉伯木聚糖(Feruloyl Arabinoxylan,FAX)结构中的阿魏酰基团氧化交联形成凝胶,对面制品加工品质和营养品质均产生影响。FAX由阿拉伯木聚糖阿魏酸酰基转移酶(Arabinoxylan feruloyl transferase,AFT)催化合成,其含量高低是决定小麦AX结构和性质的关键因素。因此,克隆影响FAX含量的关键酶基因(AFT),对其进行功能标记开发是小麦加工品质改良的重要途径。本研究以253份黄淮、北部冬麦区小麦品种(系)及96份新疆冬小麦品种(系)为供试材料,利用同源克隆与PCR验证的方法克隆小麦3A、3B染色体的AFT基因,基于序列差异性开发功能标记并验证。主要结果如下:1.Ta Bahd-A1、Ta Bahd-B1基因都包含一个1266 bp的ORF,两个外显子和一个内含子,内含子的剪接位点结构符合典型的GT-AG型。利用中国春缺体-四体系将Ta Bahd-A1基因定位于3AL染色体,其g DNA序列由1429个碱基对组成,等位变异序列之间相似度为98.08%,共有26处SNP位点,有3处In Del;将Ta Bahd-B1基因定位于3BL染色体,其g DNA序列由1432个碱基对组成,可编码422个氨基酸残基,预测分子量为45.1 k Da,等位变异序列共有29处SNP位点,内含子区域拥有3处插入缺失。2.基于Ta Bahd-A1基因等位变异序列开发了两对显性互补型标AFTA2/AFTB2、AFTB7/AFTC8。AFTA2在具有Ta Bahd-A1a和Ta Bahd-A1c类型材料中能扩增出692 bp片段,而在具有Ta Bahd-A1b类型材料中不能扩增出片段,与高FAX含量有关;AFTB2在具有Ta Bahd-A1b类型材料中能扩增出438 bp片段,而在具有Ta Bahd-A1a和Ta Bahd-A1c类型材料中不能扩增出片段,与低FAX含量有关。AFTB8在具有Ta Bahd-A1c类型材料中能扩增出782 bp的片段,而在具有Ta Bahd-A1a和Ta Bahd-A1b类型材料中不能扩增出片段,与高FAX含量有关;AFTC7在具有Ta Bahd-A1a和Ta Bahd-A1b类型材料中能扩增出573 bp的片段,而在具有Ta Bahd-A1c类型材料中不能扩增出片段。对所开发功能标记进行验证,结果显示含有Ta Bahd-A1a和Ta Bahd-A1c类型的材料FAX含量显著高于含有等位变异Ta Bahd-A1b的材料(P<0.05);具有Ta Bahd-A1a类型和具有Ta Bahd-A1c类型的材料FAX含量差异不显著。因此所开发功能标记与FAX含量相关,并能有效的用于FAX含量遗传改良。3.在253份来自黄淮麦区和北部麦区的冬小麦品种(系)中,具有Ta Bahd-A1a和Ta Bahd-A1c基因型的材料共占比74.3%;具有Ta Bahd-A1b基因型材料占比为25.7%。96份新疆冬小麦材料中具有等位变异Ta Bahd-A1b的材料占比为86.5%,具有等位变异Ta Bahd-A1a的材料占比13.5%。
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