全 文 ：!核 农 学 报!"#$%!"&"’# $#&$( *#&"%
!"#$%&’"()#*’+&$,-$.*#’/#$&’0*.+%*+1
收稿日期!"#$,-#%-"%!接受日期!"#$,-#)-#"
基金项目!公益性行业"农业#科研专项经费 ""#$$#,##( # !河南省小麦产业技术体系建设专项资金 "L"#$# B#$ B#% # !郑州市重大科技攻关
"$"$VLFdd#($# !河南省重点科技攻关"$,"$#"$$##+%#
作者简介!杨保安!男!主要从事小麦辐照诱变育种与遗传改良研究% ./012$305;89N56$+,789/
通讯作者!张建伟!男!研究员!主要从事小麦辐照诱变育种与遗传改良研究% ./012$ j<:$#,#&6$+,789/
文章编号!$###-&’’$""#$%##’-#&$(-#&
&$ 份国外小麦品种"系#2#$".%6"’.%+
基因分子鉴定与分析
杨保安$!张建伟$!张福彦$!"!陈建峰,!程仲杰$!陈晓杰$!崔党群"
" $ 河南省科学院同位素研究所有限责任公司A河南省核农学重点实验室A河南省农业辐射生物学重点实验室!
河南 郑州 %’##$’&"河南农业大学农学院!河南 郑州!%’###"&, 河南省荥阳市农业农村工作委员会!河南 荥阳!%’#$###
摘!要!为更好地利用国外小麦 2#$".%6"’.%+优异变异类型!以从乌克兰’俄罗斯’西班牙等 % 个国家搜集
的 &$ 份小麦品种$系%为试验材料!采用单籽粒谷物特性测定仪$ Mf\M%’分子标记技术及 FUT测序技
术!对其硬度表型’2#$".%6"’.%+不同变异类型进行鉴定与分析" 结果表明!试验材料中硬质麦比例较
高!为 )"C+D!软质麦比例较低!仅为 (C%D!且没有发现混合型小麦!Mf\M 硬度指数范围较宽!为 "’ *
&+" 硬质麦的 2#$".%6"’.%+基因型检测中!共检测到 2.%&8NM5’2.%58NM5’2.%58NM*和 2.%58NM6 % 种类
型!其中 2.%58NM5所占比例较高!占 ’&C(D!2.%&8NM5和 2.%58NM*则分别为 "&C#D和 $"C#D!而 2.%58
N$6 类型所占比例极低!仅为 $C,D" 2#$".%6"’.%+不同等位变异类型的籽粒硬度大小也存在差异!其中
2.%&8NM5突变型的硬度值最高!野生型最低!且 2.%&8NM5与 2.%58NM*两种硬质类型的籽粒硬度呈显著
性差异!而 2.%58NM5’2.%58NM*与 2.%58NM6 之间的籽粒硬度差异不显著"
关键词!普通小麦&2#$".%6"’.%+基因&M]M 标记&Mf\M 硬度
FGE$$#C$$&+)A<71HH57$##-&’’$C"#$%C#%7#&$(
!!籽粒硬度严重影响小麦的磨粉和食品加工品质!
是决定国内外小麦市场价格的重要因素之一 ’$( % 籽
粒硬度主要是受位于 ’F染色体短臂上的主效基因!
以及位于 $T) "TZ)"FZ)’JZ)+F和 +FM 等染色体上
的微效基因控制!具有很高的遗传率 ’" B,( % 关于控制
籽粒硬度的主效基因研究比较深入!从最开始普通小
麦淀粉表面 N^10=1215 蛋白发现 ’%( !到籽粒硬度形成的
分子机理研究逐渐完善% 籽粒硬度的分子遗传研究认
为!2.%& 和 2.%5基因决定小麦籽粒硬度性状的分子遗
传基础!任一基因发生缺失或突变都会导致小麦胚乳
质地变硬 ’’ B+( !其中 2.%&8NM5和 2.%58NM5是目前发现
的两种最常见的变异类型 ’+( % \I?5 等 ’((和赵新等 ’&(
研究表明!不同 2#$".%6"’.%+变异类型之间在磨粉)蒸
煮)烘焙等二次加工品质上存在很大差别% 马冬云
等 ’)(采用 ( 个 2#$".%6"’.%+5位点近等基因系进行研
究!结果表明!2.%58NM6 类型具有较好的磨粉品质!
2.%58NM*和 2.%58NM6 类型具有较好的馒头制作品质!
2.%58NM(类型具有较好的面包烘焙品质%
我国对云南)山东)新疆)河南等地小麦品种的
2#$".%6"’.%+基因型鉴定研究已有很多报道 ’$# B$,( !但
以国外小麦品种"系#为材料的研究略少!国外的一些
小麦品种资源具有多种优异的优质基因和丰富的遗传
变异!能够作为小麦遗传和品质改良的重要基因资源%
本研究以 &$ 份国外小麦品种"系#为材料对不同品种
的 2#$".%6"’.%+等位变异进行硬度测试和分子检测!旨
为选出优异的变异类型!从而为我国小麦引种)品质改
良以及品种选育提供理论依据和材料%
!"材料与方法
!#!"试验材料
以从乌克兰)俄罗斯)西班牙)墨西哥 % 个国家引
($&
核!农!学!报 "& 卷
进的 &$ 份小麦品种"系#为材料!"#$# 年 $# 月中旬种
植于河南农业大学试验农场!所有材料都按当地播种
季节统一播种!每个材料种植 " 行!长 "/!田间管理同
大田生产!抽穗后去杂!适时收获!自然干燥%
!#$"WRMW硬度指数测定
收获的种子在室内同一条件下储藏!水分控制在
$$D *$,D时!每个材料选取籽粒饱满且大小均匀的
种子 $## 粒!利用 V?NP?5 %$## 型单粒谷物硬度仪测定
并进行统计分析!同时测定千粒重)粒径)硬度值以及
水分含量!并且根据平均数)标准差以及籽粒分布频率
把试验材料进行分级!其中 $)" 级为硬质"e#类型!,
级为混合型"a#!%)’ 级为软质"M#类型%
!#E"基因组 O.Q的提取
选取 $ 粒有代表性的种子!用锤子砸成粉末状加
入 (##"ZFUT提取液于 "C# /Z的离心管中!FUT提
取液包括$")# /a U0\2)"## /a ]N1H/e\2" Qe值
&C##)"’ /a.F]T和 $C#DMFM% 具体操作步骤参照
张福彦等 ’$"(的方法进行%
!#L"NMZ扩增及电泳
鉴定 2.%58NM5变异类型!即检测 2.%5基因在第
%+ 位点甘氨酸是否突变成丝氨酸 ’$%( &鉴定 2.%&8N$5
变异类型!即检测 2.%& 基因从第 ", 个碱基开始!是否
有 $’ ,&# =Q 片段的缺失 ’$’( % 所用引物)反应体积和
V\‘反应程序参照张福彦等 ’$+( % V\‘扩增产物经
$C#D琼脂糖凝胶电泳分离!采用缓冲体系为 $ K]J.
溶液!$+# g电压电泳 $’ /15!溴化乙锭".J#染色!用
凝胶成像系统下扫描成像!并保存至计算机以备分析%
!#’"测序鉴定
经 Mf\M 测试结果为硬质类型的材料!经特异性
引物 V\‘扩增鉴定不出其类型的!每个材料取 ’ 粒种
子提取 FUT!用 2.%& 和 2.%5引物 ’$+(对其基因全长进
行扩增!分别将 V\‘产物送至上海生工公司测序% 用
J19.@1P软件对测序图谱进行分析!以核查测序结果的
可靠性&用 FUTaTU+C# 软件进行序列比对与分析%
!#Y"统计分析
利用 .i8?2进行 Mf\M 平均值和标准差等参数进
行统计!并用 ZMF"2?0HPH1;51>1805P@1>?N?5PP?HP# 对
Mf\M 硬度值进行差异显著性比较%
$"结果与分析
$#!"硬度表型分布
供试的 &$ 份材料中!硬质麦为 (’ 份!占 )"C+D&
软质麦为 + 份!占 (C%D!且没有发现混合型小麦% 籽
粒硬度的分布范围为 "’ *&+!这说明引进的 &$ 份国
外小麦品种"系#硬度变异范围较广!且硬质麦所占比
例很大% 将所有试验材料的硬度表型)频率分布)硬度
分类)2#$".%6"’.%+-F$ 变异类型列于表 $%
表 !"引进国外小麦品种"系#的硬度表型以及 !(*&-1.&$-108O! 鉴定
=1>24!"N74%/@A34% ,4%/@A341%5WRMW7105%4<序号
U97
来源
M94N8?
品种"系#
\42P1R0N"215?H#
硬度值
e0N@5?HH
表现型
VI?59P3Q?
分布频率
N^?_4?583
级别
Z?R?2
2#$".%6"’.%+
$ 乌克兰 cWN015? 米洛诺夫 +$ a1249549>4 +$ (+ 硬质 e #$ B#" B$) B(& $ 2.%&8NM&E2.%58NM5
" 乌克兰 cWN015? 米洛诺夫 "( a1249549>4 "( (& 硬质 e #$ B#$ B$% B&% $ 2.%&8NM&E2.%58NM5
, 乌克兰 cWN015? 米洛诺夫 "& a1249549>4 "& +" 硬质 e #, B$" B,$ B’% $ 2.%&8NM&E2.%58NM5
% 乌克兰 cWN015? 米洛诺夫卡 a1249549>4W0 +, 硬质 e #$ B$" B,+ B’$ $ 2.%&8NM&E2.%58NM*
’ 乌克兰 cWN015? 索那达 M4950@0 ($ 硬质 e #+ B#( B$( B(# " 2.%&8NM&E2.%58NM*
+ 乌克兰 cWN015? M]d.B$ +’ 硬质 e #’ B$+ B$) B+# $ 2.%&8NM&E2.%58NM5
( 乌克兰 cWN015? M.d.B, &+ 硬质 e #$ B#, B#, B), $ 2.%&8NM&E2.%58NM5
& 乌克兰 cWN015? 乌 "+ O4 "+ +( 硬质 e #% B$$ B$( B+& $ 2.%&8NM&E2.%58NM*
) 乌克兰 cWN015? 乌 "( O4 "( (( 硬质 e ## B#$ B#& B)$ $ 2.%&8NM5E2.%58NM&
$# 乌克兰 cWN015? 乌 ", O4 ", ($ 硬质 e #, B#’ B"# B(" $ 2.%&8NM&E2.%58NM5
$$ 乌克兰 cWN015? 乌 "" O4 "" ($ 硬质 e ## B#& B$& B(% $ 2.%&8NM&E2.%58NM5
$" 乌克兰 cWN015? 乌 "$ O4 "$ +& 硬质 e ## B#% B"" B(% $ 2.%&8NM&E2.%58NM6
$, 乌克兰 cWN015? 乌 $& O4 $& +( 硬质 e ## B#’ B,# B+’ $ 2.%&8NM&E2.%58NM5
$% 乌克兰 cWN015? 乌 $" O4 $" +( 硬质 e #$ B#’ B,# B+% $ 2.%&8NM&E2.%58NM5
&$&
!’ 期 &$ 份国外小麦品种"系#2#$".%6"’.%+基因分子鉴定与分析
表 !"续#
序号
U97
来源
M94N8?
品种"系#
\42P1R0N"215?H#
硬度值
e0N@5?HH
表现型
VI?59P3Q?
分布频率
N^?_4?583
级别
Z?R?2
2#$".%6"’.%+
$’ 乌克兰 cWN015? 乌 ,, O4 ,, +% 硬质 e #’ B$, B", B’) $ 2.%&8NM&E2.%58NM*
$+ 乌克兰 cWN015? 乌 ," O4 ," ++ 硬质 e #+ B$$ B$) B+% " 2.%&8NM&E2.%58NM*
$( 乌克兰 cWN015? 乌 ") O4 ") +& 硬质 e #" B$" B$’ B($ $ 2.%&8NM&E2.%58NM*
$& 乌克兰 cWN015? #% 乌 UU],%(!#% O4 UU],%( +$ 硬质 e #’ B$+ B,’ B%% $ 2.%&8NM&E2.%58NM5
$) 乌克兰 cWN015? 乌 " O4 " (, 硬质 e #" B#" B$’ B&$ $ 2.%&8NM&E2.%58NM5
"# 乌克兰 cWN015? 乌 ,$ O4 ,$ (, 硬质 e ## B#% B$( B() $ 2.%&8NM&E2.%58NM*
"$ 乌克兰 cWN015? 乌 ( O4 ( +$ 硬质 e #) B$% B"" B’’ " 2.%&8NM&E2.%58NM5
"" 乌克兰 cWN015? 乌引 ,( O4315 ,( +& 硬质 e #$ B#+ B"& B+’ $ 2.%&8NM&E2.%58NM5
", 乌克兰 cWN015? +#(TeeU.\fTTc +& 硬质 e #% B#) B$( B(# $ 2.%&8NM5E2.%58NM&
"% 乌克兰 cWN015? 乌 + O4 + &# 硬质 e ## B#% B#% B)" $ 2.%&8NM&E2.%58NM5
"’ 乌克兰 cWN015? #% 乌 ’55]Z"",!#% O4 ’55]Z"" "’ 软质 M +( B$& B#+ B#) % 2.%&8NM&E2.%58NM&
"+ 乌克兰 cWN015? 乌引 , O4315 , +% 硬质 e #" B$+ B"% B’& $ 2.%&8NM&E2.%58NM5
"( 乌克兰 cWN015? 乌引 + O4315 + +( 硬质 e #% B$" B$, B($ $ 2.%&8NM&E2.%58NM5
"& 乌克兰 cWN015? 乌 ) O4 ) (" 硬质 e #" B#’ B$& B(’ $ 2.%&8NM&E2.%58NM5
") 乌克兰 cWN015? 乌 ’ O4 ’ +( 硬质 e #’ B$# B$& B+( $ 2.%&8NM&E2.%58NM5
,# 乌克兰 cWN015? 乌 $ O4 $ +) 硬质 e #% B#& B$) B+) $ 2.%&8NM&E2.%58NM5
,$ 乌克兰 cWN015? 乌引 % 号 O4315 % I09 +% 硬质 e #& B$$ B$& B+, " 2.%&8NM&E2.%58NM*
," 乌克兰 cWN015? 乌 $% O4 $% ($ 硬质 e #" B$" B$" B(% $ 2.%&8NM&E2.%58NM5
,, 乌克兰 cWN015? #% 乌引 $ 号 #%O4315 $ I09 (’ 硬质 e ## B#’ B$( B(& $ 2.%&8NM&E2.%58NM5
,% 俄罗斯 ‘4HH10 GQ02 (% 硬质 e #$ B#, B$" B&% $ 2.%&8NM&E2.%58NM5
,’ 俄罗斯 ‘4HH10 7^T7&$), ($ 硬质 e #" B#’ B"" B($ $ 2.%&8NM&E2.%58NM5
,+ 俄罗斯 ‘4HH10 f2?15 VN9;N?H9 +& 硬质 e #" B#+ B"$ B($ $ 2.%&8NM&E2.%58NM5
,( 俄罗斯 ‘4HH10 M81/1P0N +" 硬质 e #% B$’ B"& B’, $ 2.%&8NM&E2.%58NM5
,& 俄罗斯 ‘4HH10 ()*+,-%## +" 硬质 e #% B$$ B"’ B+# $ 2.%&8NM&E2.%58NM5
,) 俄罗斯 ‘4HH10 ./0/1/23-245/6 " (’ 硬质 e #, B#+ B$% B(( $ 2.%&8NM&E2.%58NM5
%# 俄罗斯 ‘4HH10 70-8094:)0;<;,) B’ ’& 硬质 e #% B$’ B,& B%, $ 2.%&8NM&E2.%58NM5
%$ 俄罗斯 ‘4HH10 =0)5<;$#’ +% 硬质 e #$ B$$ B"& B+# $ 2.%&8NM&E2.%58NM5
%" 俄罗斯 ‘4HH10 .ZM +, 硬质 e #( B$( B"# B’+ " 2.%&8NM&E2.%58NM5
%, 俄罗斯 ‘4HH10 Ej9=0/=0 +( 硬质 e #" B$# B"" B++ $ 2.%&8NM&E2.%58NM5
%% 俄罗斯 ‘4HH10 >09;-2+ ") 软质 M ’) B,, B#& B## ’ 2.%&8NM&E2.%58NM&
%’ 俄罗斯 ‘4HH10 f9H4PW0 +" 硬质 e #’ B$& B"% B’, $ 2.%&8NM&E2.%58NM5
%+ 俄罗斯 ‘4HH10 e.&% ($ 硬质 e #$ B#+ B"" B($ $ 2.%&8NM&E2.%58NM5
%( 俄罗斯 ‘4HH10 F054=10" MG$’&+# +’ 硬质 e #$ B#) B"# B(# $ 2.%&8NM&E2.%58NM*
%& 俄罗斯 ‘4HH10 U9R9H0@HW0‘050B" +, 硬质 e #& B$# B", B’) " 2.%&8NM&E2.%58NM*
%) 俄罗斯 ‘4HH10 U05=4 f9/4;1 +( 硬质 e #% B#) B"$ B++ $ 2.%&8NM&E2.%58NM5
’# 俄罗斯 ‘4HH10 U9N15 ," +’ 硬质 e #+ B$’ B$( B+" " 2.%&8NM&E2.%58NM5
’$ 俄罗斯 ‘4HH10 $#&A% (# 硬质 e #" B#, B"$ B(% $ 2.%&8NM&E2.%58NM5
’" 俄罗斯 ‘4HH10 ?<*<2,& A$, "( 软质 M +" B"$ B$$ B#+ % 2.%&8NM&E2.%58NM&
’, 俄罗斯 ‘4HH10 "’) B+$# (% 硬质 e #, B## B$’ B&" $ 2.%&8NM&E2.%58NM5
’% 俄罗斯 ‘4HH10 fN001(’ B+’& ") 软质 M +) B$) B#+ B#+ % 2.%&8NM&E2.%58NM&
)$&
核!农!学!报 "& 卷
表 !"续#
序号
U97
来源
M94N8?
品种"系#
\42P1R0N"215?H#
硬度值
e0N@5?HH
表现型
VI?59P3Q?
分布频率
N^?_4?583
级别
Z?R?2
2#$".%6"’.%+
’’ 俄罗斯 ‘4HH10 J0N2?P0J?5R?54P9 "’ 软质 M (" B$& B#’ B#’ ’ 2.%&8NM&E2.%58NM&
’+ 俄罗斯 ‘4HH10 M??:0N1%& ,$ 软质 M ’+ B,$ B#( B#+ % 2.%&8NM&E2.%58NM&
’( 俄罗斯 ‘4HH10 @)*A8-2<;,%) A(+ B,# (" 硬质 e #, B#+ B$) B(" $ 2.%&8NM&E2.%58NM5
’& 西班牙 MQ15? 西引 $’ 号 n1315 $’ I09 (% 硬质 e #" B#$ B$% B&, $ 2.%&8NM5E2.%58NM&
’) 西班牙 MQ15? 西引 $+ 号 n1315 $+ I09 +( 硬质 e #( B$" B$" B+) " 2.%&8NM&E2.%58NM5
+# 西班牙 MQ15? 西引 $% 号 n1315 $% I09 (# 硬质 e #$ B#’ B$+ B(& $ 2.%&8NM&E2.%58NM5
+$ 西班牙 MQ15? 西引 $$ 号 n1315 $$ I09 ’) 硬质 e #$ B$+ B,’ B%& $ 2.%&8NM&E2.%58NM5
+" 墨西哥 a?i189 \ae&"T7 $")% A" ! fTcLAA
acUETA\e]GA,AaEZTU
($ 硬质 e ## B#" B#( B)$ $ 2.%&8NM5E2.%58NM&
+, 墨西哥 a?i189 VMUAJGOAAaEZTU +) 硬质 e #$ B#’ B$+ B(& $ 2.%&8NM5E2.%58NM&
+% 墨西哥 a?i189 MfTcLA"!M]T‘ (+ 硬质 e #$ B#$ B$% B&% $ 2.%&8NM5E2.%58NM&
+’ 墨西哥 a?i189 aEZTUAVTM]G‘ (# 硬质 e #$ B#" B$# B&( $ 2.%&8NM5E2.%58NM&
++ 墨西哥 a?i189 V^TcAaEZTU (" 硬质 e #$ B#$ B#( B)" $ 2.%&8NM5E2.%58NM&
+( 墨西哥 a?i189 fTcLA\ae((C,#& AAJTcA,A
JG‘Z)’A%AaEZTU
’) 硬质 e #, B## B$’ B&" $ 2.%&8NM&E2.%58NM5
+& 墨西哥 a?i189 lTUd&( B$’& AFc\cZT +& 硬质 e #’ B$’ B$# B(# " 2.%&8NM5E2.%58NM&
+) 墨西哥 a?i189 g..&AAhcVAJhlA, A^,C($A]‘aA
%AJ\UA’AfTcLA+AaEZTUAfTcL
(# 硬质 e #" B#, B"$ B(% $ 2.%&8NM5E2.%58NM&
(# 墨西哥 a?i189 VTM]G‘A,Ag..’AAFGg.AJc\ ($ 硬质 e #$ B#+ B"" B($ $ 2.%&8NM5E2.%58NM&
($ 墨西哥 a?i189 JZ$%)+ AaEZTUA,A\‘G\v $AT.7
MkcT‘‘GMT""#’#AAfTcL
+) 硬质 e #( B$" B$& B+, " 2.%&8NM5E2.%58NM&
(" 墨西哥 a?i189 ‘FOdAaEZTU (" 硬质 e ## B#% B$+ B&# $ 2.%&8NM5E2.%58NM&
(, 墨西哥 a?i189 a引 )& B$ a315 )& B$ +, 硬质 e #’ B$& B"% B’, $ 2.%&8NM&E2.%58NM5
(% 墨西哥 a?i189 V^TcA\cZTAaEZTUAAEZT (( 硬质 e ## B#$ B#% B)’ $ 2.%&8NM5E2.%58NM&
(’ 墨西哥 a?i189 \E$%""( A]‘aAAaTFA,AE.UTA%A
]GJT)(
+) 硬质 e #" B#+ B"# B(" $ 2.%&8NM5E2.%58NM&
(+ 墨西哥 a?i189 enZ&#&& AFc\cZT (# 硬质 e #" B#’ B$+ B(( $ 2.%&8NM5E2.%58NM&
(( 墨西哥 a?i189 aEZTUAVTM]G‘ (, 硬质 e #$ B#, B$" B&% $ 2.%&8NM5E2.%58NM&
(& 墨西哥 a?i189 MfTcLA"!M]T‘ (’ 硬质 e #" B#’ B"" B($ $ 2.%&8NM5E2.%58NM&
() 墨西哥 a?i189 ‘FOdAaEZTU (, 硬质 e #, B#% B#) B&% " 2.%&8NM5E2.%58NM&
&# 墨西哥 a?i189 墨引 $$ a9315 $$ +) 硬质 e #$ B#+ B$, B&# " 2.%&8NM5E2.%58NM&
&$ 墨西哥 a?i189 VJO,%,AVTM]G‘AAT]]EZTA, !
J\U
(% 硬质 e ## B#$ B$# B&) $ 2.%&8NM5E2.%58NM&
!!籽粒硬度分布频率分别指 Mf\M 硬度值",,),%
*%+)%( *’))#+# 的籽粒所占测试籽粒总数的百分
比!可以反映小麦品种籽粒的均匀情况% 从表 $ 中可
以看出!引进的国外小麦品种"系#中软质麦较少!且
均匀度不高! Mf\M 硬度值" ,, 的籽粒频率最高仅
("D! 而 硬 质 麦 M.d. B,) V^TcAaEZTU) V^TcA
\cZTAaEZTUAAEZT!Mf\M 硬度值#+# 的籽粒频率高
达 )"D以上!而其余硬质或者软质麦的均匀度略低%
依据 Mf\M 分类标准!将硬质!软质!混合麦品种
按不同国家列于表 "!可以看出从 % 个国家引进的小
麦材料均以硬质类型为主!其中从西班牙和墨西哥的
引进的小麦品种"系#测试结果中全部属于硬质麦!而
从乌克兰和俄罗斯引进的品种"系#中软质麦所占的
比例也较低!分别为 "#C&D和 ,C#D!所有试验材料中
均没有发现混合型小麦%
#"&
!’ 期 &$ 份国外小麦品种"系#2#$".%6"’.%+基因分子鉴定与分析
表 $"引进不同国家小麦品种"系#的硬度分布
=1>24$"U105%4<<5+<@0+>9@+/%+%5+::404%@6/9%@0+4来源
M94N8?
样本数
U4/=?N9>H0/Q2?
硬度分布 e0N@5?HH@1HPN1=4P195
硬质 e0N@ 混合型 a1i?@ 软质 M9>P
平均数
a?05
变幅
‘05;?
乌克兰 cWN015? ,, ," # $ +&C# T "’ *&+
俄罗斯 ‘4HH10 "% $) # ’ ’&C) J "’ *(’
西班牙 MQ15? % % # # +(C’ T ’) *(%
墨西哥 a?i189 "# "# # # (#C’ T ’) *((
合计 ]9P02 &$ (’ # + , ,
!!注$字母不同表示在 $D水平上存在差异%
U9P?$]I?@1>?N?5P2?P?N15@180P?HPI?H1;51>18058?0P$D QN9=0=121P32?R?27
注$$7米洛诺夫 +$&"7乌 "+&,7乌 "(&%C+#(TeeU.\fTTc&’7乌 +&+7乌引 ,&(7f2?15 VN9;N?H9&&7=0)5<;$#’&)7@)*A8-2<;,%) A(+ B
,#&$#7西引 $’ 号&$$7\ae&"T7$")% A"!fTcLAAacUETA\e]GA,AaEZTU&$"7西引 $+ 号&$,7fTcLA\ae((C,#& AAJTcA,AJG‘Z)’A%A
!!!! aEZTU&$%7a引 )& B$&$’7U9R9H0@HW0‘050B"&$+7墨引 $$&$(7藁城 &)#$"阳性对照# &$&7FZ"###%
U9P?$$7a1249549>4 +$& "7O4 "+& ,7O4 "(& %C+#(TeeU.\fTTc& ’7O4 +& +7O4315 ,& (7f2?15 VN9;N?H9& &7=0)5<; $#’& )7
@)*A8-2<;,%) A(+ B,#& $#7n4315 $’& $$7\ae&"T7$")% A"!fTcLAAacUETA\e]GA,AaEZTU& $"7n4315 $+& $,7fTcLA\ae((C,#& AA
JTcA,AJG‘Z)’A%AaEZTU& $%7a315 )& B$& $’7U9R9H0@HW0‘050B"& $+7a9315 $$& $(7d098I?5;&)#$"V9H1P1R?895PN92# & $&7FZ"###7
图 !"!-1#9:!% 标记对小麦基因组 O.Q的 NMZ扩增图
*+,-!"NMZ1)32+:+61@+/%/:,4%/)+6O.Q/:C741@9<+%, !-1#9:!% )10K40
$#$"!(*&-1.&$-109:; 变异类型的分布
2#$".%6"’.%+-NM 变异类型的分子标记检测结果见
表 $! 2.%& 基因从第 ", 个碱基开始!缺失 $’ ,&# =Q
的片段!而根据 \I?5 等 ’$((开发的 M]M 标记进行 V\‘
扩增!结果表明!参试材料中检测出 "$ 份!2.%&8NM5
类型!其中!墨西哥材料中为 $& 份!占 &’C(D!俄罗斯
材料中没有发现此种类型!乌克兰和西班牙发现 " 份
和 $ 份!分别占 )C’D和 %C&D% 图 " 为部分材料扩增
图! 除 阳 性 对 照 藁 城 &)#$ 外! 乌 "()
+#(TeeU.\fTTc)西引 $’ 号)\ae&"T7$")%A" !
fTcLAAacUETA\e]GA,AaEZTU以及墨引 $$ 都扩增
出 ((+ =Q 的条带!即属于 2.%&8N$5类型"图 $#%
检测 2.%5基因在第 %+ 位点甘氨酸"d23#是否突
变成丝氨酸"M?N#!即鉴定 2.%58NM5类型!利用两对互
补的丝氨酸特异性引物进行 V\‘扩增!结果表明!国
外小麦品种"系#中检测出有 %% 份为 2.%58NM5类型!
其中乌克兰有 "" 份!占 ’#D&俄罗斯有 $( 份!占
,&C+D&而西班牙和墨西哥只有 , 份和 " 份!分别占
+C&D和 %C+D% 部分材料的扩增结果如图 "!可以看
出!丝氨酸特异性引物在米洛诺夫 +$)#% 乌 UU],%()
()*+,-%##)./0/1/23-245/6 ")西引 $+ 号)a引 )& B
$ 均能扩增出 "’# =Q 带型!而其相应互补引物均未扩
出相应带型!说明其属于 2.%58NM5类型%
另外!经 Mf\M 测试结果为硬质类型的材料中发
现共有 $$ 份材料采用特异性引物 V\‘扩增不出其带
型的!每个材料取 ’ 粒种子分别提取 FUT!用 2.%& 和
2.%5引物 ’$+(对其基因全长进行扩增!分别将 V\‘产
物送至上海生工公司测序!其结果与野生型 "2.%&8
NM&A2.%58NM&#序列进行比对分析后发现!有 $# 个材
料的序列在第 +# 个氨基酸位点处由亮氨酸突变为脯
氨酸!即为 2.%58N$*类型 ’$&( !而只有乌克兰小麦品种
乌 "$ 的序列在第 %% 个氨基酸位点处由色氨酸突变为
$"&
核!农!学!报 "& 卷
注$$ 为 FZ"###&"), 为米洛诺夫 +$&%)’ 为米洛诺夫卡&+)( 为 #% 乌 UU],%(&&)) 为 ()*+,-%##&$#)$$ 为 ./0/1/23-245/6 "&$")$, 为西引 $+
号&$%)$’ 为 a引 )& B$&$+)$( 为 VJO,%,AVTM]G‘AAT]]EZTA,!J\U&$& 为超纯水"阴性对照# % 其中!第 ,)’)()))$$)$,)$’)$( 泳道为丝氨
!!!! 酸特异引物扩增结果!第 ")%)+)&)$#)$")$%)$+)泳道为 2.%58N$5基因互补引物扩增结果%
U9P?$FZ"### a0NW?N"Z05?H$# & a1249549>4 +$ "Z05?H"05@ ,# & a1249549>4W0"Z05?H% 05@ ’# & #% O4 UU],%( "Z05?H+ 05@ (# & ()*+,-%##
"Z05?H& 05@ )# & ./0/1/23-245/6 " "Z05?H$# 05@ $$ # & n1315 $+ "Z05?H$" 05@ $, # & a315 )& B$ "Z05?H$% 05@ $’ # & VJO,%,AVTM]G‘AA
T]]EZTA,!J\U"205?$+ 05@ $(# & O0P?N"Z05?H$Z05?H9>,! ’! (! )! $$! $,! $’ 05@ $( :?N?V\‘QN9@48PH0/Q21>1?@ =3H?N15?-89@95 HQ?81>18
!!!! QN1/?N! 05@ 205?H9>"! %! +! &! $#! $"! $% 05@ $+ :?N?V\‘QN9@48PH0/Q21>1?@ =31PH89/Q2?/?5P0N3QN1/?N7
图 $"丝氨酸特异引物及其互补引物对部分参试的 NMZ扩增图
*+,-$"=74NMZ1)32+:+61@+/%/:+%310@+12C741@692@+J10<9<+%, <40+%486/5/%<346+:+630+)40<1%5+@<6/)324)4%@10A 30+)40
精氨酸!即为 2.%58N$6 类型 ’$&( %
在供试的 &$ 份国外小麦品种 "系#中发现 % 种
2#$".%6"’.%+-NM类型!其中 2.%58NM5变异类型所占比
例较高!为 ’&C(D!而 2.%&8NM5和 2.%58NM*各占硬质
麦比例的 "&C#D和 $"C#D!而 2.%58NM6 类型所占比
例最低!仅为 $C,D% % 种 2#$".%6"’.%+-NM 类型之间的
Mf\M 籽粒硬度值间也存在差异!2.%&8NM5类型的硬
度值最高!均值达到 ($C&!2.%58NM*类型的最小为
++C&!而 2.%58NM5和 2.%58NM6 的硬度值相当!分别为
+&C$ 和 +&!说明2#$".%6"’.%+5基因中的这 , 种变异之
间的差异不显著!而 2.%&8NM5和 2.%58NM*类型之间籽
粒硬度差异达到了显著水平%
E"讨论
我国从国外引进的材料中以普通小麦为主!也包
括小麦属的其它种"稀有种#)野生近缘植物和特殊遗
传材料!这些材料变异丰富!遗传基础广!蕴含许多优
质基因!在我国小麦育种和生产中发挥了重要作
用 ’$) B"#( % 小麦籽粒硬度作为最重要的品质性状之一!
已成为国内外育种家进行品质改良的重要指标之
一 ’+( % 本试验用 &$ 份国外小麦品种"系#为材料对其
籽粒硬度及变异类型进行研究!结果表明!国外小麦品
种"系#的硬度变化范围较广为 "’ *&+!且变异类型丰
富!共发现 % 种 2#$".%6"’.%+-F$ 类型!分别为 2.%&8
NM5)2.%58NM5)2.%58NM*和 2.%58NM6!其中 2.%58NM5
所占的比例较高!这与我国小麦品种硬度分布结果相
似!但就国家来说!墨西哥小麦品种 "系#中 2.%&8NM5
类型占的比例极高!达到了 )#D% \I?5 等 ’"$( 认为
2.%58NM7类型只可能会出现在中国小麦品种中!而本
试验过程中没有发现该类型!这也间接印证了这一说
法%
Mf\M 硬度分级为 -混合型.的小麦!其形成的原
因很多!主要有品种表现不稳定引起的后代分离)机械
混杂)环境及籽粒中某些组分等造成的% 混合型品种
一般为多种 2#$".%6"’.%+8NM 基因的混合体 ’""( !之后陈
锋等 ’",(以 \Eaal]人工合成小麦和普通小麦的杂交
后代为材料进行研究也证实了这一情况% 高洁等 ’"%(
利用 $& 份混合麦对 2#$".%6"’.%+基因进行检测!结果
表明这些混合麦的均为野生型"2.%&8NM&E2.%58NM&#!
因而推测混合麦的形成可能是其微效基因或受籽粒中
某些生理组分的影响而造成的% 本试验研究中!并没
有发现混合型小麦! 这与陈同锋等 ’"’( 以 ",+ 份
\Eaal]常用的小麦亲本和高代品系为材料进行研究
也没有发现混合型小麦!这可能是由于国外小麦品种
选育世代较高!也可能是由于本试验材料偏少所致%
2#$".%6"’.%+-NM 不同变异类型对小麦品质!Mf\M
硬度值等方面存在很大差异% 具有 2.%58NM5)2.%58
NM*)2.%58NM6)2.%58NM(等类型的小麦品种在磨粉)馒
头)面条和面包等 " 次加工品质中明显优于其他类
型 ’( B)( % 本研究只在乌克兰小麦品种乌 "$ 中发现
2.%58NM6 类型!而该类型具有较好的磨粉和馒头加工
""&
!’ 期 &$ 份国外小麦品种"系#2#$".%6"’.%+基因分子鉴定与分析
品质!因此可以作为我国小麦品质育种中的亲本材料
加以利用!以加快我国优质小麦育种进程% 前人研究
表明!只要具有 2#$".%6"’.%+变异类型中的任意一种!
其 Mf\M 硬度值都会显著高于野生类型 "2.%&8NM&E
2.%58NM&#!2.%&8NM5类型的 Mf\M 硬度值显著高于
2.%58NM5’’!$"!"+( % 本研究表明 2.%&8NM5)2.%58NM5和
2.%58NM6 三种变异类型之间籽粒硬度大小存在差异!
但差异不显著!而 2.%&8NM5和 2.%58NM*之间差异达到
显著水平!这与王亮等 ’"+(的研究结果不一致% 此外!
2.%58NM*变异类型在我国小麦品种中并不常见!但因
其具有良好的馒头加工特性!近年来得到国内外大多
数育种家的青睐%
L"结论
&$ 份国外小麦品种"系#中硬质麦比例较高!软质
麦比例较低!且没有发现混合型小麦% 基因型鉴定共
发现 2.%&8NM5)2.%58NM5)2.%58NM*和 2.%58NM6 四种
变异类型!其中 2.%58NM5所占比例较高!2.%58NM*和
2.%58NM6 变异所占比例较低% 不同2#$".%6"’.%+-NM 变
异类型之间的 Mf\M 籽粒硬度值间存在显著差异!其
中 2.%&8NM5类型的硬度值最高!而 2.%58NM*类型的最
低!且 2.%&8NM5与 2.%58NM*两种硬质类型的籽粒硬度
呈显著性差异!而 2.%58NM5)2.%58NM*与 2.%58NM6 之
间的籽粒硬度差异不显著%
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