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利用分子育种选育西藏糯小麦



全 文 :利用分子育种选育西藏糯小麦
普布卓玛*
(西藏自治区农牧科学院农业研究所·西藏拉萨·850032)
摘 要:本实验引进美国优质小麦资源并鉴定出与优良蛋白质品质相关的分子标记,以西藏肥
麦、美国引进优质小麦以及高产小麦为轮回亲本,以成都生物所自育全糯小麦品系糯麦12为全糯
基因型供体亲本,通过杂交、回交以及自交等方法将3个糯蛋白缺失基因聚合在一个小麦遗传背景
中,采用小麦糯性位点基因的特异PCR分子标记在回交和自交后代中筛选蛋白质优质的全糯或者
部分糯基因型[3],培育具有肥麦高产遗传背景或美国优质小麦遗传背景的全糯小麦中间材料。
关键词:分子育种 选育 糯小麦 西藏
Selection waxywheat by
usingmolecular breedingin Tibet
Pubu zhuoma
(Tibet Academy of Agricultural Research
Institute(TARI);850032)
Abstract:This study identified molecular markers associated with high quality protein by u-
sing high quality wheat resources introduced from America.The main recurrent parents used
were Tibetan Feimai,a high quality wheat from America and a high yield wheat variety.The do-
nor parent used was a ful waxy genotype,Waxy Wheat 12,from the Chengdu Institute of Biolo-
gy.The three lacking waxy protein genotypes were aggregated into one wheat genetic background
through methods of crossing,backcrossing and self-crossing.Ful waxy or partial waxy geno-
types which produce high quality protein,were selected from back-crossing and self-crossing
by using specific PCR molecular markers.Finaly,we produced the waxy wheat intermediate ma-
terials,some of them having high yield genetic background of Feimai and some of them having
high quality genetic background from American wheat.
Key words:molecular breeding;Breeding;Waxy wheat;Tibet
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2015年37卷4期
Vol.37 No.4
                                              西藏农业科技
* 作者简介:普布卓玛(1978- ),女,助理研究员。主要从事小麦育种与推广。联系电话:13618990765
  1 材料
1.1 肥麦/糯麦12轮回选择后代;47份糯性小麦,中国科学院成都生物所提供。
1.2 Waxy基因筛选引物[2]
表1.用于分析小麦 Wx位点变异的引物
鉴定位点 引物(左右)
Wx-A1a/b,Wx-B1a/b,Wx-D1a/b
各位点扩增产物大小
参考文献
Wx-A1
5’-TCGTGTTCGTCGGCGCCGAGATGG-3’
5’-CCGCGCTTGTAGCAGTGGAAGTACC-3’
389/370,410/-,408/408 Nakamura et al.,2002
Wx-B1
5’-CTGGCCTGCTACCTCAAGAGCAACT-3’
5’-CTGACGTCCATGCCGTTGACGA-3’
455/455,425/-,497/497 Nakamura et al.,2002
Wx-D1
5’-ACAGGATCTCTCCTGGAAG-3’
5’-GCAAGGAAAATAGTGAAGC-3’
-/-,-/-,867/279 Shariflou et al.,2001
2 方 法
小麦基因组DNA的提取、PCR扩增及其产物检测参照曹新友等[1]方法进行。
3 结果与分析
3.1 应用 Wx-A1位点的分子鉴定,辅助选育具有肥麦遗传背景的糯小麦。
以肥麦为遗传背景,糯麦12为糯性亲本供体进行杂交,并将肥麦作为轮回亲本连续回交5次自
交2次(BC5F2)。图1(A、B、C)显示,在糯麦12和 BC5F2后代个体的检测结果中分别由389bp、
425bp、279bp条带缺失,表明肥麦与糯麦12轮回选择后代 BC5F2基因型为 Wx-A1bWx-B1b
Wx-D1b,为全糯小麦。
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利用分子育种选育西藏糯小麦
图1 不同引物分别对肥麦、W12和后代材料 Wx-A1、Wx-B1、Wx-D1位点PCR扩增产物电泳图谱
3.2 改良后代品质特性研究
经过对具有肥麦遗传背景的47份糯小麦材料进行田间鉴定,最终筛选出农艺性状和经济产量
较好16份高代材料,并进一步分析了蛋白质量、高分子蛋白亚基组成和淀粉品质特性[4]。
从表2可以看出 ,在16个检测材料中,蛋白质含量13.00%~15.80%,平均值14.06%;湿面
筋含量28.90%~35.8%,平均值14.06%;SDS沉降值21.20~43.40ml,平均值32.20ml;高分
子谷蛋白亚基有1、17+18、7+8、13+16、6+8、7+9、5+10、2+12等8种,以5+10和7+9最
多,占56.25%;亚基组合以1,7+9,5+10最多,占43.75%。所测样品基本满足面条粉品质要
求—蛋白质含量12%-14%,湿面筋含量28%~34%,SDS沉降值40~45ml;谷蛋白亚基1,5+10
有助于面条品质改良(如图1A 、B)。
表2.16份糯小麦蛋白质量和谷蛋白亚基组成
编号 蛋白质含量(%) 湿面筋含量(%) sds沉降值(ml)
高分子谷蛋
白亚基组成
W1  13.90  32.70  41.10  1,7+9,5+10
W2  14.90  35.20  21.20  7+8,2+12
W3  13.60  30.10  26.10  1,17+18,5+10
W7  14.60  33.80  41.05  1,13+16,5+10
W11  14.50  31.90  31.40  1,7+8,5+10
W13  13.80  31.10  24.00  6+8,2+5+10
W19  14.10  30.90  26.20  1,7+9,2+12
W21  13.00  29.50  43.40  1,7+9,5+10
W22  13.20  30.30  41.80  1,7+9,5+10
W23  15.80  34.20  40.67  7+9,5+10
W24  14.20  29.10  40.30  1,7+9,5+10
W25  13.50  30.20  30.40  7+8,2+12
W26  13.50  31.40  35.80  1,7+9,5+10
W39  14.00  32.00  22.70  7+8,2+12
W40  14.60  32.10  23.00  6+8,2+12
W44  13.70  30.60  26.00  2+12,7+8
肥麦 11.80  28.90  27.30  2+12,6+8
range  13.00-15.80  28.90-35.20  21.20-43.40
average  14.06  31.57  32.20
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利用分子育种选育西藏糯小麦
图2 糯小麦与肥麦面食制品比较
3.3 引进成都生物所选育的全糯小麦新品系和中间材料47份在拉萨作引种试验示范,并进行农艺性
状和抗病性鉴定(见表3)。
在西藏自治区农牧科学院农业研究所3号试验田,对引自中国科学院成都生物所王涛课题组47份全糯
或部分糯小麦,进行适应性、抗病性鉴和丰产性鉴定,最终筛选出16个综合性状较好的糯性小麦材料,其中
W7、W21、W25进入到下年度品观试验中。
表3显示,16个糯小麦品系中,平均株高相对较低(除 W1、23、24),有效分蘖和穗粒数较多,其它指标表
现正常。各个性状表现为:株高73-108.4cm,平均88.2cm;有效分蘖2.6-5.8个,平均为4.43个;穗长5.
24-9.50cm,平均为7.60cm;小穗数16.20-21.40个,平均为18.66个;穗重0.2-2.6g,平均为0.99g;穗
粒数29-58.3g,平均为47.99g;千粒重31.7-46.8g,平均为37.74g。
表3.16个引进小麦农艺性状一栏表
品系
株高
(cm)
分蘖
(个)
有效分
蘖(个)
芒 穗型
颖壳
颜色
穗长
(cm)
小穗数
(个)
不孕小
穗(个)
穗重
(克)
穗粒数
(粒)
千粒重
(克)
W1 108.40 4.20  3.60 无 长方 白 6.80  17.20  1.00  1.76  42.00 42.20
W2  85.10  3.60  3.60 无 长方 白 8.10  17.20  0.60  1.85  47.3  34.80
W3  80.10  6.80  5.80 无 长方 白 7.50  19.80  2.60  2.08  49.0 36.80
W7  74.40  4.20  3.60 无 长方 白 5.24  21.40  1.40  2.10  53.00 41.50
W11 84.90  4.80  4.80 无 长方 白 7.00  20.60  0.20  1.97  38.92 34.00
W13 89.70  3.80  3.20 无 长方 白 8.30  19.80  0.40  1.80  43.66 32.20
W19 73.00  3.60  2.60 无 长方 白 9.30  16.20  0.80  1.95  53.11 31.70
W21 90.80  4.60  4.00 无 长方 白 6.80  18.80  0.60  2.22  54.80 35.80
W22 91.00  3.40  2.80 无 长方 白 7.00  16.60  0.60  1.76  45.40 38.40
W23 97.80  5.40  4.60 无 长方 白 6.20  17.00  0.60  5.40  36.80 39.90
W24 94.60  4.00  2.80 无 长方 白 9.10  20.40  1.40  2.56  61.40 40.50
W25 87.20  5.40  4.40 无 长方 白 8.30  18.00  0.80  0.80  29.00 38.40
W26 86.70  5.20  4.80 无 长方 白 9.50  16.20  0.20  2.37  47.76 46.80
W39 93.80  3.20  2.60 无 长方 白 7.86  20.00  1.00  2.32  57.20 39.00
W40 88.04  5.00  3.80 无 长方 白 7.60  20.20  1.80  2.20  50.20 38.60
W44 85.60  3.60  3.00 无 长方 白 7.04  19.20  1.80  3.00  58.30 33.30
  4 结论
4.1 应用分子标记技术,选育出具有肥麦遗传背景的基因型为 Wx-A1b、Wx-B1b、Wx-D1b的糯
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利用分子育种选育西藏糯小麦
小麦新品系1个。
4.2 鉴定、筛选糯性小麦材料47份,其中农艺性状、产量、品质等综合性状较好的有16份,W7、W21、
W25进入到下年度品观试验中,其它继续留试。
4.3 部分糯小麦与优良面条品质相关,Wx-A1b和 Wx-D1b双缺失会导致更佳的面条品质。同时,
可提高冷冻食品和面团的低温稳定性,延长面包类产品的货架保鲜期 。
参考文献
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[2]欧巧明,倪建福,叶春雷.糯性小麦及 Wx基因研究进展,河南农业科学;2006,01期.
[3]陈新民.糯小麦(Waxy Wheat)研究进展.麦类作物,2000,20(3),82-85.
[4]张剑,李梦琴等.糯小麦对面粉及面条品质的影响.河南农业大学学报,2008,(4)
櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄
446-449.
(上接第26页)
熟,个别品种由于籽粒外颖包裹松散,收获晚容易造成自然落粒,蜡熟期选晴朗天气及时收割脱粒入库,以减
少损失。确保冬小麦的丰产丰收。
5 储藏
冬小麦收获后,应立即进行脱粒和干燥。种子脱粒后,必须尽早晒干扬净,否则容易因霉变、发芽和病虫
危害而降低食用价值、来年播种质量或种子品质。要求麦类作物的籽粒含水量不高于13%。严禁与农药等
有毒物质混存。
综上所述冬小麦栽培技术要点,将有利于该县种植冬小麦的农民参考,对提高墨竹工卡县冬小麦产量,
提高农牧民收入具有重要的意义。将有力带动当地农民整体素质的提高,有助于新技术、新知识的传播、推
广应用,能在最大程度上提高广大农民群众的科学种田水平,还能改变群众的传统观念,提高科技在当地社
会发展中的贡献率;积极引导农民科技种田的意识,提高农民种田的积极性;促进区域经济协调发展,提高群
众生活水平,促进社会稳定和经济发展。
参考文献
[1]墨竹工卡县国民经济统计年鉴,2013年,242页.
[2]尼玛扎西,西藏种植业结构调整与发展对策研究[M],北京,中国农业科学技术出版社,2009,10页.
[3]胡松杰主编,西藏农业概论[M],四川科学技术出版社1995,5页.
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利用分子育种选育西藏糯小麦