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颗粒结合型淀粉合成酶(GBSS),也称Wx蛋白,是直连淀粉合成的关键酶。普通小麦(Triticum aestivum L.,AABBDD)有3个Wx蛋白亚基Wx-A1、Wx-B1和Wx-D1,分别由Wx-A1、Wx-B1和Wx-D13个基因编码。目前,积极开发简便、实用和可靠的Wx基因分子标记,使之成为糯麦选育的更加有效的辅助手段,是糯麦研究的重要内容。本研究的主要结果如下:
1、本研究利用10种已知Wx蛋白亚基基因型组成的小麦材料,对已开发的12对Wx基因引物的有效性进行了验证。在筛选出的10对引物中,有3对引物(#1、#2、#3)是Wx-A1位点的共显性标记;3对引物(#5、#6、#7)是Wx-B1位点的显性标记;2对引物(#9、#11)是Wx-D1位点的共显性标记,1对引物(#10)是Wx-D1位点的显性标记:1对引物(#12)是Wx-A1位点的共显性标记,同时也是Wx-D1位点的显性标记。这一结果表明,大部分引物对于Wx基因的鉴定都是有效的。
2、选用#5和#122对引物,对黄淮麦区的54个小麦品种进行了鉴定,并在蛋白(1D-SDS-PAGE)水平上进行了验证,新发现了1份缺失Wx-A1亚基的材料(百农3217);2份缺失Wx-B1亚基的材料(绵阳33、邯郸6172)。用#5引物在新麦9号中扩增出854 bp的特异条带,检测出Wx-B1基因,但却未检测出相应的蛋白亚基,可能是因为Wx-B1基因没有表达的原因。
3、用引物#5和#12,对矮抗58×糯麦1902的F2代73个单株进行了检测,得到了全部8种Wx基因型:野生型A B D56株;单缺型aaB D3株(编号分别为5、33、71)、A bbD6株(编号分别为6、25、37、44、61、64)、A_B_dd2株(编号分别为7、45);双缺型A_bbdd2株(编号分别为49、73)、aaB dd1株(编号为39)、aabbD1株(编号为11);全糯型aabbdd1株(编号为56)。其中A_bbdd、aaB_dd和aabbdd3种类型在自然界中不存在。理论上F2植株中,应有大约10株分别缺失Wx-A1、Wx-B1和Wx-D1亚基,3株同时缺失两个亚基,1株全部缺失3个亚基。结果表明,2个或3个亚基的同时缺失接近理论值,而单个亚基的缺失低于理论值。
4、建立了一个可以一次反应能够同时鉴定Wx-A1、Wx-D1和Wx-B1基因的多重PCR反应体系。可在小麦Wx-A1、Wx-B1和Wx-D13个基因中分别扩增出230 bp/265 bp、854bp和20.bp大小的目的片段。经反复验证,结果准确可靠,重复性好,成本低,可以在同一PCR反应体系中对3个Wx基因进行同时筛选鉴定。该体系可用于Wx蛋白基因的分子标记辅助选择,可以提高小麦淀粉品质评价和糯麦选育的效率。