论文部分内容阅读
常规育种与分子标记辅助选择(marker-assisted selection,MAS)相结合是提高育种效率的重要手段。研究开发可靠实用的分子标记是开展标记辅助选择的前提。本研究主要针对影响面条颜色的小麦籽粒多酚氧化酶(PPO)活性进行研究,开发PPO 活性的分子标记,同时针对面粉黄色素含量相关基因进行初步研究,以期促进小麦面粉颜色性状的遗传改良。主要结果如下: 1. 小麦籽粒PPO活性SSR标记Xgwm312 的验证选用来自4 个麦区的203 份冬小麦品种,验证SSR(simple sequence repeat)引物Xgwm312 的PCR 扩增片段的多态性与籽粒PPO 活性的关系。结果表明,198bp 扩增片段的有无同籽粒PPO 活性大小密切相关,该片段的出现通常意味着籽粒PPO 活性较高。Xgwm312 可应用于籽粒PPO 活性的分子标记辅助育种,但该标记应用成本较高,技术程序比较复杂。2. 小麦籽粒PPO 活性STS 新标记的开发和实用性验证根据PPO 基因的ESTs 序列设计引物,使其PCR 产物基本涵盖PPO 基因的大部分区段,用PPO 活性差异较大的两组材料基因组DNA作为模版,进行PCR 扩增并检测产物,以期找到两组材料在PPO基因DNA 序列的差异,籍此开发PPO 活性功能标记。结果表明,引物PPO18 扩增产物的电泳带型在两组材料间存在明显差异,因为PPO18 所扩增的是PPO 基因序列中的一段,所以这种扩增片段的差异也应是PPO 基因序列间的差异。对扩增产物进行DNA测序和序列分析比较发现,该标记在高PPO 活性的材料中均扩增出685 bp 片段,在低PPO 活性的材料中都扩增出876 bp 片段,相差191 bp(876–685);在所扩增的这段PPO基因序列中存在两个内含子(内含子I 和内含子II),其中内含子I 在不同PPO 活性的材料间存在191 bp 的DNA序列长度差异,与扩增片段的长度差异相吻合;在所扩增的PPO 基因序列外显子区段,不同PPO 活性的材料之间存在两个单核苷酸多态性(SNP)。因此推测在PPO 活性低的材料中,PPO 基因内含子I 中这段191-bp 的DNA片段插入可能影响了基因的表达,从而降低了PPO 活性;或者是导致遗传密码改变的单核苷酸多态性(SNP)影响了表达的蛋白产物的酶活性。另外还发现了小麦PPO 基因内含子II为‘GC-AG’型内含子,不同于内含子的‘GT-AG’典型特征,这在高等植物中尚属首次报道。使用中优9507/CA9632 DH 群体和一套中国春的非整倍体材料,将PPO18 及其所标记的PPO 基因定位到2AL 染色体上,该标记解释PPO 活性表型变异的44%。用来自不同冬麦区的233 份品种(系)检测该标记与PPO 活性的相关性,证实该标记是共显性、可靠、简便、实用的功能标记,可以应用于标记辅助选择。3. 小麦八氢番茄红素合成酶(PSY)基因和脂肪氧化酶(LOX)基因染色体定位和部分序列的种间比较根据玉米PSY 基因序列设计引物,扩增出小麦PSY 基因的部分