全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2009, 35(3): 403−411 http://www.chinacrops.org/zwxb/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由国家自然科学基金项目(30871527), 引进国际先进农业科学技术计划(948计划)重大国际合作项目(2006-G2)，国家高技术研究发展计
划(863计划)项目(2006AA10Z1A7和 2006AA100102)，四川省科技厅育种攻关项目资助。
*
通讯作者(Corresponding author): 夏先春, E-mail: xiaxianchun@caas.net.cn; Tel: 010-82108610, 010-82108547
Received(收稿日期): 2008-06-30; Accepted(接受日期): 2008-09-03.
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2009.00403
中国和CIMMYT小麦品种 Bx7亚基超量表达基因(Bx7OE)的分子检测
任 妍 1,2 梁 丹 2 张平平 2,3 何中虎 2,4 陈 静 5 傅体华 1 夏先春 2,*
1 四川农业大学农学院, 四川雅安 625014; 2 中国农业科学院作物科学研究所国家小麦改良中心 / 国家农作物基因资源与基因改良
重大科学工程, 北京 100081; 3 江苏省农业科学院农业生物技术研究所, 江苏南京 210014; 4 CIMMYT中国办事处, 北京 100081; 5 中
国科学院成都生物研究所, 四川成都 610041
摘 要: 高分子量谷蛋白亚基 Bx7 的超量表达对提高小麦面筋强度有重要作用。利用反相高效液相色谱(RP-HPLC)
和 STS标记检测了 163 份中国和 CIMMYT小麦品种(系)的高分子谷蛋白亚基 Bx7超量表达基因(Bx7OE)。结果表明,
TaBAC1215C06-F517/R964 标记和 TaBAC1215C06-F24671/R25515 标记可分别在含有 Bx7OE基因的材料中扩增出 447
bp和 844 bp的特异带, 在不含 Bx7OE基因的材料中无相应目标带, 两个 STS标记的检测结果完全一致。在 163份小
麦品种(系)中, 11份品种(系)含有 Bx7OE基因, 占总数的 6.7%。RP-HPLC与 STS标记检测结果一致。利用这两个 STS
标记可以方便、快速、准确地检测 Bx7OE基因。
关键词: 普通小麦(Triticum aestivum L.); RP-HPLC; STS标记; 分子标记辅助选择; Bx7OE
Characterization of Overexpressed Bx7 Gene (Bx7OE) in Chinese and CIMMYT
Wheats by STS Markers
REN Yan1,2, LIANG Dan2, ZHANG Ping-Ping2,3, HE Zhong-Hu2,4, CHEN Jing5, FU Ti-Hua1, and
XIA Xian-Chun2,*
1 College of Agronomy, Sichuan Agricultural University, Ya’an 625014, China; 2 National Wheat Improvement Center, Institute of Crop Sciences /
National Key Facility for Crop Gene Resource and Genetic Improvement, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China; 3 Insti-
tute of Agricultural Biotechnology, Jiangsu Academy of Agricultural Sciences, Nanjing 210014, China; 4 CIMMYT China Office, Beijing 100081,
China; 5 Institute of Biology, Chinese Academy of Sciences, Chengdu 610041, China
Abstract: Over-expression of the high molecular weight glutenin subunit (HMW-GS) Bx7 is highly associated with dough
strength of wheat (Triticum aestivum L.) flour. A total of 163 Chinese and CIMMYT wheat cultivars and advanced lines were
tested by two STS markers and RP-HPLC to understand the presence of HMW-GS gene Bx7OE. The results indicated that the
markers TaBAC1215C06-F517/R964 and TaBAC1215C06-F24671/R25515 could amplify a 447 bp and a 844 bp PCR fragments,
respectively, in the lines with Bx7OE, whereas no PCR products were detected in the lines without Bx7OE. Of the 163 cultivars and
lines, specific PCR fragments were amplified in 11 genotypes by the two markers, indicating the presence of Bx7OE in these lines,
with a frequency of 6.7%. The results obtained by RP-HPLC were consistent with those revealed by STS markers. These two STS
markers could be used to detect the presence of Bx7OE gene in wheat cultivars.
Keywords: Common wheat (Triticum aestivum L.); RP-HPLC; STS marker; Marker-assisted selection; Bx7OE
小麦谷蛋白主要由高分子量麦谷蛋白亚基
(HMW-GS)和低分子量麦谷蛋白亚基(LMW-GS)组
成, HMW-GS与 LMW-GS以二硫键结合形成聚合体,
从而赋予面团独特的黏弹性, 对面包烘烤品质起着
重要作用[1-3]。HMW-GS分别由位于第一同源群染色
体长臂的 Glu-A1、Glu-B1和 Glu-D1位点的基因(统
称 Glu-1)编码[4]。每一个 Glu-1位点包括两个紧密连
锁的等位基因, 分别编码 x型和 y型 HMW-GS[5-6]。
不同 HMW-GS 亚基对面团特性和烘烤品质有着不
同的影响。Glu-A1编码的 1和 2*亚基, Glu-B1编码
的 7+8、17+18、13+16 和 14+15 亚基以及 Glu-D1
编码的 5+10亚基均对面包加工品质有正向作用。朱
金宝等 [7]认为, 不同亚基存在与否不能完全说明品
质的变化 ,亚基含量和比例及其互作也对加工品质
404 作 物 学 报 第 35卷

具有重要影响,即应全面考虑麦谷蛋白的质和量。最
近的研究发现, Glu-B1 位点编码的 Bx7 超量表达亚
基与强面筋和优良烘烤品质密切相关[8-10]。发掘和利
用具有 Bx7 超量表达亚基的基因型已成为进一步提
高面筋强度的重要途径。加拿大超强筋小麦皆含有
该亚基, 澳大利亚等已将其列为重要的育种目标。
SDS-PAGE 是分离小麦贮藏蛋白的经典方法 ,
但对于分子量差异小的亚基很难区分或不能区分 ,
如 7*+8、7+8*、7OE+8*。RP-HPLC是 SDS-PAGE的
重要补充, 可将分子量相同或相近但疏水性不同的
亚基分离, 但实验成本很高, 不适于大量品种鉴定。
STS 标记可以准确鉴定等位基因的变异, 为快速、
准确、廉价检测等位基因提供了可能。
Lukow等[11]对 TAA36的研究认为, Bx7亚基的
超量表达可能是存在两个重复的基因拷贝并且同时
表达造成的, 而小麦品种Glenlea的 Bx7亚基超量表
达则依赖于基因的高效转录。D’Ovidio 等 [12]在对
Bx7亚基超量表达品种 Red River 68的研究中发现
Bx7基因存在更强的杂交信号, 支持基因复制假说。
Butow 等[9]发现在Bx7亚基编码区有 18 bp插入, 但
检测结果表明 18 bp 的插入并不能准确说明 Bx7OE
基因的存在与否。进一步研究发现, 在启动子上游
核基质结合区 (matrix-attachment region, MAR) 中
43 bp的插入也不能解释超量表达[13]。最近从栽培品
种 Glenlea中获得的一个包括 Glu-B1位点的 BAC克
隆被测序, 编码 Bx7OE亚基的一个 10.3 kb的拷贝也
被确定[14]。该位点的结构分析表明, 在两个重复片
段中间存在一个 LTR逆转座子[15]。逆转座子通过促
进基因以及基因组结构改变在进化过程中发挥着重
要作用, 如复制或缺失 [16-17]。Ragupathy 等 [15]根据
LTR 逆转座子边界与重复片段的结合区域设计了两
个 STS 标记并检测了 400 多份小麦品种, 发现 LTR
逆转座子的插入能准确判断 Bx7OE 基因的存在。但
这两个 STS标记在国内的应用还未见报道。
本研究利用两个 STS 标记对 163 份中国和
CIMMYT 小麦品种 (系 )进行分子检测 , 并用
RP-HPLC 法对标记进行验证, 以了解 Bx7OE基因的
分布状况, 为我国小麦育种提供材料和分子标记辅
助选择方法。
1 材料与方法
1.1 供试材料
163份供试材料(表 1)中 20份来自北部冬麦区, 6
份来自长江中下游冬麦区, 10份来自东北春麦区, 34
份来自黄淮冬麦区, 4份来自西南冬麦区, 此外还包
括 CIMMYT 小麦品种 85 份、澳大利亚小麦品种 3
份、加拿大小麦品种 1 份。这些品种均为当地主栽
品种、高代品系和常用亲本。
1.2 SDS-PAGE分析
参考 Liu 等[18]和 Singh 等[19]的方法进行 SDS-
PAGE 检测。参考 Payne 和 Lawrence[20]的方法命名
HMW-GS。
1.3 RP-HPLC分析
按本实验室报道的方法[21]进行反相高效液相色
谱(RP-HPLC), 获取 HMW-GS 各亚基峰面积相对含
量。参考 Butow 等[13]的研究, 当 Bx7 亚基含量占
HMW-GS总量的比值大于 39%时认为 Bx7亚基超量
表达。
1.4 基因组 DNA提取
采用 SDS 法[22]提取小麦基因组 DNA。每份材
料分别提取 2 粒种子的 DNA, 利用紫外分光光度计
检测 DNA浓度, 终浓度调整至 20 ng μL−1。
1.5 STS标记检测
利用 Ragupathy等[15]开发的两个显性 STS标记
检测 Bx7OE 基因。引物由奥科生物技术有限公司合
成。标记 1 (重复片段与逆转座子左边结合引物):
TaBAC1215C06-F517: 5′-ACGTGTCCAAGCTTTG
GTTC-3′, TaBAC1215C06-R964: 5′-GATTGGTGGG
TGGATACAGG-3′; 标记 2(重复片段与逆转座子右
边结合引物): TaBAC1215C06-F24671: 5′-CCACTT
CCAAGGTGGGACTA-3′, TaBAC1215C06-R25515:
5′-TGCCAACACAAAAGAAGCTG-3′。
PCR 体系为 20 μL, 含 10× PCR buffer 2 μL,
d NTP(A、T、C、G)各 200 μmol L−1, 每条引物 1 μL
(10 mmol L−1), Taq DNA聚合酶(TaKaRa) 1 U, 模板
DNA 50 ng。标记 1的 PCR程序为 94℃预变性 5 min;
94℃变性 30 s, 63℃退火 30 s, 72℃延伸 1 min, 35个
循环; 72℃延伸 5 min。标记 2的 PCR程序为 94℃预
变性 5 min; 94℃变性 30 s, 58℃退火 30 s, 72℃延伸
45 s, 35个循环; 72℃延伸 5 min。
PCR扩增产物以 1.5%琼脂糖凝胶电泳分离检测,
缓冲液体系为 1×TAE溶液, 180 V电压电泳 30 min,
溴化乙锭染色后, 用Gel Doc XR System扫描成像并
存入计算机。
2 结果与分析
2.1 RP-HPLC分析
SDS-PAGE分析表明, 163份材料中有 132份含
第 3期 任 妍等: 中国和 CIMMYT小麦品种 Bx7亚基超量表达基因(Bx7OE)的分子检测 405


表 1 普通小麦品种(系)Bx7亚基的 RP-HPLC定量分析与分子标记检测结果
Table 1 RP-HPLC quantification and PCR analyses of Bx7 subunit in wheat cultivars and advanced lines
编号
Code
品种(系)
Cultivar(line)
来源
Origin
Glu-B1 Area% M1 M2
1 ALTAR84/AE.SQUARROSA(221)//3*BORL95/3/URES/JUN//KAUZ/4/WBLL1 CIMMYT 7+9 31.9 – –
2 ATTILA*2/PBW65 CIMMYT 7 31.3 – –
3 ATTILA/3*BCN*2//BAV92 CIMMYT 7+9 33.0 – –
4 BABAX/LR42//BABAX*2/4/SNI/TRAP#1/3/KAUZ*2/TRAP//KAUZ CIMMYT 7+9 29.9 – –
5 BABAX/LR42//BABAX*2/4/SNI/TRAP#1/3/KAUZ*2/TRAP//KAUZ CIMMYT 7+9 32.5 – –
6 BOW/NKT//CBRD/3/CBRD CIMMYT 7+8 37.5 – –
7 CAR//KAL/BB/3/NAC/4/VEE/PJN//2*TUI/5/MILAN CIMMYT 17+18 – – –
8 CHIBIA//PRLII/CM65531/3/SKAUZ/BAV92 CIMMYT 7+9 31.2 – –
9 CHIBIA//PRLII/CM65531/3/SW89.5181/KAUZ CIMMYT 7+9 36.4 – –
10 CHUANMAI 42 CIMMYT 7+9 26.4 – –
11 CHUANMAI 43 CIMMYT 7+9 30.9 – –
12 CNDO/R143//ENTE/MEXI_2/3/AEGILOPS SQUARROSA(TAUS)/4/WEAVER/5/PASTOR CIMMYT 7+8 33.8 – –
13 CROC_1/AE.SQUARROSA (205)//FCT/3/PASTOR CIMMYT 17+18 – – –
14 CROC_1/AE.SQUARROSA (205)//KAUZ/3/SASIA CIMMYT 7+9 32.3 – –
15 ELVIRA/5/CNDO/R143//ENTE/MEXI75/3/AE.SQ/4/2*OCI CIMMYT 17+18 – – –
16 FRET2*2/4/SNI/TRAP#1/3/KAUZ*2/TRAP//KAUZ CIMMYT 7+9 29.2 – –
17 FRET2*2/BRAMBLING CIMMYT 7+9 32.7 – –
18 FRET2*2/KUKUNA CIMMYT 7+9 30.2 – –
19 FRET2/WBLL1//KAMB1 CIMMYT 17+18 – – –
20 HE1/3*CNO79//2*SERI/3/ATTILA/4/WH 542 CIMMYT 7+9 33.0 – –
21 HEILO CIMMYT 7+8 35.3 – –
22 HEILO CIMMYT 17+18 – – –
23 INIA CHURRINCHE CIMMYT 7+8 28.4 – –
24 INQALAB 91*2/TUKURU CIMMYT 7+9 29.2 – –
25 ITAPUA 40–OBLIGADO CIMMYT 7+9 36.2 – –
26 IVAN/6/SABUF/5/BCN/4/RABI//GS/CRA/3/AE.SQUARROSA (190) CIMMYT 7+9 31.0 – –
27 K6295.4A CIMMYT 7+8 34.2 – –
28 KANCHAN CIMMYT 7OE +8* 45.1 + +
29 KAUZ//ALTAR 84/AOS/3/MILAN/KAUZ/4/HUITES CIMMYT 17+18 – – –
30 KAUZ/PASTOR//PBW343 CIMMYT 7+9 35.9 – –
31 KAUZ/PASTOR//PBW343 CIMMYT 7 34.4 – –
32 KIRITATI//PBW65/2*SERI.1B CIMMYT 17+18 – – –
33 KIRITATI//PBW65/2*SERI.1B CIMMYT 17+18 – – –
34 KIRITATI//PBW65/2*SERI.1B CIMMYT 17+18 – – –
35 KIRITATI/3/HUW234+LR34//PRL/VEE#10 CIMMYT 7+8 38.1 – –
36 KLEIN DON ENRIQUE CIMMYT 17+18 – – –
37 MILAN/SHA7/3/THB/CEP7780//SHA4/LIRA/4/SHA4/CHIL CIMMYT 7+9 33.5 – –
38 NING MAI 9415.16//SHA4/CHIL/3/NING MAI 50 CIMMYT 7+8* 29.3 – –
39 OR791432/VEE#3.2//MILAN CIMMYT 17+18 – – –
40 PASTOR//MUNIA/ALTAR 84 CIMMYT 7+9 32.5 – –
41 PASTOR/TEERI CIMMYT 7+8 30.6 – –
42 PASTOR/TEERI CIMMYT 7+8 31.0 – –
406 作 物 学 报 第 35卷

(续表 1)
编号
Code
品种(系)
Cultivar(line)
来源
Origin
Glu-B1 Area% M1 M2
43 PASTOR/TEERI CIMMYT 7+8 31.8 – –
44 PBW343 CIMMYT 7 25.6 – –
45 PBW343*2/KHVAKI CIMMYT 7 29.3 – –
46 PBW343*2/KUKUNA CIMMYT 7 29.5 – –
47 PBW343/WBLL1//PANDION CIMMYT 17+18 – – –
48 PBW65/2*PASTOR CIMMYT 7+8 31.9 – –
49 PFAU/SERI.1B//AMAD/3/WAXWING CIMMYT 7 29.7 – –
50 PFAU/WEAVER*2//BRAMBLING CIMMYT 7OE+8* 42.7 + +
51 PGO/SERI//BAV92 CIMMYT 7+9 31.6 – –
52 PRL/2*PASTOR CIMMYT 7+9 22.7 – –
53 SHA5/WEAVER CIMMYT 7+8 43.3 – –
54 SHA8/GEN CIMMYT 7+8 31.8 – –
55 SOROCA CIMMYT 7+9 32.3 – –
56 SW03–81497 CIMMYT 7+8 33.4 – –
57 THELIN#2//ATTILA*2/PASTOR/3/PRL/2*PASTOR CIMMYT 7+9 32.7 – –
58 THELIN#2/TUKURU CIMMYT 7+9 29.5 – –
59 THELIN//2*ATTILA*2/PASTOR CIMMYT 17+18 – – –
60 THELIN//2*ATTILA*2/PASTOR CIMMYT 17+18 – – –
61 THELIN/2*WBLL1 CIMMYT 7+9 30.7 – –
62 TNMU/6/PEL74144/4/KVZ//ANE/MY64/3/PF70354/5/BR14/7/BR35 CIMMYT 7+8 33.9 – –
63 V763.2312/V879.C8.11.11.11(36)//STAR/3/STAR CIMMYT 7+8 32.7 – –
64 VORB/FISCAL CIMMYT 7 23.0 – –
65 WAXWING CIMMYT 7 24.6 – –
66 WAXWING*2/BRAMBLING CIMMYT 7+9 13.0 – –
67 WAXWING*2/KIRITATI CIMMYT 7 30.3 – –
68 WAXWING*2/KIRITATI CIMMYT 7 23.0 – –
69 WAXWING*2/KIRITATI CIMMYT 7+9 32.7 – –
70 WAXWING*2/KIRITATI CIMMYT 7+9 31.4 – –
71 WAXWING*2/KUKUNA CIMMYT 7 31.6 – –
72 WAXWING*2/KUKUNA CIMMYT 7 29.5 – –
73 WAXWING*2/KUKUNA CIMMYT 7 26.4 – –
74 WAXWING*2/KURUKU CIMMYT 7+9 33.0 – –
75 WAXWING*2/TUKURU CIMMYT 7 33.5 – –
76 WAXWING*2/TUKURU CIMMYT 7+9 36.8 – –
77 WAXWING*2/VIVITSI CIMMYT 7 34.6 – –
78 WAXWING*2/VIVITSI CIMMYT 7 32.1 – –
79 WBLL1*2/BRAMBLING CIMMYT 7OE +8* 40.4 + +
80 WBLL1*2/BRAMBLING CIMMYT 7OE +8* 39.2 + +
81 WBLL1*2/BRAMBLING CIMMYT 7OE +8* 40.1 + +
82 WBLL1*2/KIRITATI CIMMYT 7+9 31.7 – –
83 WBLL1*2/KIRITATI CIMMYT 7+9 32.6 – –
84 WBLL1*2/KIRITATI CIMMYT 17+18 – – –
85 WBLL1/3/STAR//KAUZ/STAR/4/BAV92/RAYON CIMMYT 7+9 31.4 – –
86 CD87 Australia 7OE +8 46.3 + +
87 Hartog Australia 17+18 – – –
第 3期 任 妍等: 中国和 CIMMYT小麦品种 Bx7亚基超量表达基因(Bx7OE)的分子检测 407


(续表 1)
编号
Code
品种(系)
Cultivar(line)
来源
Origin
Glu-B1 Area% M1 M2
88 Sunstate Australia 17+18 – – –
89 Wild Cat Canada 7OE +8* 41.1 + +
90 CA9550 NWWR 7+8* 20.5 – –
91 CA9641 NWWR 7+8* 24.2 – –
92 CA9719 NWWR 7+8* 21.1 – –
93 CA9722 NWWR 7+8* 25.4 – –
94 京 411 Jing 411 NWWR 7+8* 7.4 – –
95 京冬 8 Jingdong 8 NWWR 7+9 24.5 – –
96 农大 116 Nongda 116 NWWR 7+8 32.0 – –
97 农大 152 Nongda 152 NWWR 7+8 30.9 – –
98 农大 3197 Nongda 3197 NWWR 7+8* 25.5 – –
99 优选 14 Youxuan 14 NWWR 7+8 22.8 – –
100 优选 9 Youxuan 9 NWWR 7+9 25.8 – –
101 原冬 6号 Yuandong 6 NWWR 7+9 21.3 – –
102 中优 14 Zhongyou 14 NWWR 7+8 21.4 – –
103 中优 16 Zhongyou 16 NWWR 7+8 22.8 – –
104 中优 8 Zhongyou 8 NWWR 7+9 23.3 – –
105 中优 9507 Zhongyou 9507 NWWR 7+9 22.2 – –
106 中优 9701 Zhongyou 9701 NWWR 7+8 25.4 – –
107 中优 9843 Zhongyou 9843 NWWR 7+8* 27.0 – –
108 中优 9844 Zhongyou 9844 NWWR 7+8 23.1 – –
109 中作 8131-1 Zhongzuo 8131-1 NWWR 7+9 22.7 – –
110 安农 91168 Annong 91168 MLYVWWR 7+8 30.0 – –
111 皖麦 18 Wanmai 18 MLYVWWR 7+8 24.7 – –
112 皖麦 19 Wanmai 19 MLYVWWR 7+9 25.1 – –
113 皖麦 33 Wanmai 33 MLYVWWR 14+15 – – –
114 扬麦 158 Yangmai 158 MLYWWR 7+8 28.0 – –
115 扬麦 5号 Yangmai 5 MLYWWR 7+9 24.4 – –
116 C1(克丰 6 Kefeng 6/Glenlea) NESWR 7OE +8* 47.6 + +
117 C5(克丰 6 Kefeng 6/Glenlea) NESWR 7OE +8* 45.5 + +
118 E2(龙麦 20 Longmai 20/Glenlea) NESWR 7OE +8* 45.8 + +
119 E3(龙麦 20 Longmai 20/Glenlea) NESWR 17+18 – – –
120 E5(龙麦 20 Longmai 20/Glenlea) NESWR 7+8 32.8 – –
121 E6(龙麦 20 Longmai 20/Glenlea) NESWR 7+8 31.6 – –
122 H99(小冰麦 33 Xiaobingmai/Glenlea) NESWR 7+8 34.2 – –
123 克丰 3号 Kefeng 3 NESWR 7+8 32.2 – –
124 克丰 6号 Kefeng 6 NESWR 7+8 31.9 – –
125 龙麦 20 Longmai 20 NESWR 7+8 33.8 – –
126 PH82-2-2 YHFWWR 14+15 – – –
127 荔垦 2号 Liken 2 YHFWWR 7+8 20.8 – –
128 高优 503 Gaoyou 503 YHFWWR 7+8* 29.5 – –
129 藁城 8901 Gaocheng 8901 YHFWWR 7+8 30.8 – –
130 关封 2号 Guanfeng 2 YHFWWR 7*+8 27.6 – –
131 淮麦 16 Huaimai 16 YHFWWR 7+9 26.5 – –
132 济南 17 Jinan 17 YHFWWR 7+8 31.9 – –
408 作 物 学 报 第 35卷

(续表 1)
编号
Code
品种(系)
Cultivar(line)
来源
Origin
Glu-B1 Area% M1 M2
133 济南 19 Jinan 19 YHFWWR 7+8 31.2 – –
134 济南 20 Jinan 20 YHFWWR 13+16 – – –
135 冀 5099 Ji 5099 YHFWWR 17+18 20.6 – –
136 晋农 207 Jinong 207 YHFWWR 7+9 – – –
137 临汾 137 Linfen 137 YHFWWR 14+15 – – –
138 临旱 917 Linhan 917 YHFWWR 7+9 17.3 – –
139 陕 160 Shaan 160 YHFWWR 7+8 21.0 – –
140 陕 225 Shaan 225 YHFWWR 14+15 – – –
141 陕 229 Shaan 229 YHFWWR 14+15 – – –
142 陕 253 Shaan 253 YHFWWR 7+9 13.9 – –
143 小堰 6号 Xiaoyan 6 YHFWWR 14+15 – – –
144 小堰 54 Xiaoyan 54 YHFWWR 14+15 – – –
145 烟 239 Yan 239 YHFWWR 7+8 34.8 – –
146 烟 2801 Yan 2801 YHFWWR 7+9 18.5 – –
147 烟辐 188 Yanfu 188 YHFWWR 7+9 23.8 – –
148 烟农 15 Yannong 15 YHFWWR 7+9 22.5 – –
149 烟优 361 Yanyou 361 YHFWWR 17+18 – – –
150 豫麦 34 Yumai 34 YHFWWR 7+8 21.7 – –
151 豫麦 47 Yumai 47 YHFWWR 7+8 22.1 – –
152 豫麦 54 Yumai 54 YHFWWR 7+9 19.1 – –
153 豫麦 57 Yumai 57 YHFWWR 7+9 23.0 – –
154 豫麦 69 Yumai 69 YHFWWR 7+8 22.5 – –
155 豫农 95339 Yunong 95339 YHFWWR 7+9 23.9 – –
156 运丰早 101 Yunfengzao 101 YHFWWR 14+15 – – –
157 郑州 9023 Zhengzhou 9023 YHFWWR 7+8 31.6 – –
158 郑州 992 Zhengzhou 992 YHFWWR 17+18 – – –
159 中育 415 Zhongyu 415 YHFWWR 14+15 – – –
160 川育 12 Chuanyu 12 SWWR 7+8 7.2 – –
161 德麦 3号 Demai 3 SWWR 7OE +8* 45.4 + +
162 云麦 39 Yunmai 39 SWWR 7+9 25.9 – –
163 中国春 Chinese Spring SWWR 7+8 36.4 – –
Area%: Bx7亚基占 HMW-GS总量的面积百分比; M1: 标记 1; M2: 标记 2; NWWR: 北部冬麦区; MLYVWWR: 长江中下游冬麦
区; NESWR: 东北春麦区; YHFWR: 黄淮冬麦区; SWWR: 西南冬麦区。
CIMMYT: International Maize and Wheat Improvement Center; NWWR: Northern Winter Wheat Region; MLYVWWR: Middle and
Lower Yangtze Valley Winter Wheat Region; NESWR: Northeastern Spring Wheat Region; YHFWR: Yellow and Huai Facultative Winter
Wheat Region; SWWR: Southwestern Winter Wheat Region.

有 Bx7亚基。利用 RP-HPLC对 132份材料分析, 根
据洗脱曲线计算Bx7亚基占HMW-GS总量的面积百
分比(图 1)。在 60份中国小麦品种中, Bx7亚基面积
百分比平均值为 26.2%, 最大值是 47.6%, 最小值是
7.2%, 大于 39%的材料有 4份, 分别为 C1、C5、E2
和德麦 3号; 72份国外品种中 Bx7亚基的面积百分
比平均值为 32.4%, 最大值是 46.3%, 最小值是 13.0%,
大于 39%的材料有 7份, 分别为 CD87、Wild Cat(野
猫)、以及来自 CIMMYT的 5份材料, 分别是 PFAU/
WEAVER*2//BRAMBLING(1份)、KANCHAN(1份)
和 WBLL1*2/BRAMBLING(3 份姐妹系)。共计 11
份品种(系)的面积百分比大于 39%, 为 Bx7OE类型。
2.2 Bx7OE的 STS标记检测
标记 TaBAC1215C06-F517/R964 在含有 Bx7OE
基因的材料中可扩增出一条 447 bp的片段, 在不含
B x 7 O E 基因的材料中无 P C R 扩增产物 ; 标记
第 3期 任 妍等: 中国和 CIMMYT小麦品种 Bx7亚基超量表达基因(Bx7OE)的分子检测 409




图 1 两份小麦品种的 RP-HPLC检测
Fig. 1 RP-HPLC profiles of two wheat accessions
A: CD87(2*, 7OE+8, 2+12), 其 Bx7亚基占全部高分子量谷蛋白亚基的 46.3%; B: H99(2*, 7+8, 2+12),
其 Bx7亚基占全部高分子量谷蛋白亚基的 34.2%。
A: CD87 (2*, 7OE+8, 2+12), displayed HMW-GS Bx7OE that represented 46.3% of its total HMW-GS composition;
B: H99 (2*, 7+8, 2+12), had HWM-GS Bx7 that represented 34.2% of its total HMW-GS composition.

TaBAC1215C06-F24671/R25515在含有 Bx7OE基因的
材料中可扩增出一条 844 bp 的片段, 在不含 Bx7OE
基因的材料中无 PCR产物。2个标记的 PCR产物对
应出现, 可以相互验证而且扩增条带清晰、重复性
好(图 2)。RR-HPLC 检测出的面积百分比大于 39%
的 11 份品种可扩增出特异条带, 因此携带 Bx7OE基
因, 其他品种则不能, 说明两个 STS 标记的检测结
果与 RP-HPLC完全一致。
2.3 Bx7OE基因的分布
159 份中国和 CIMMYT 小麦品种(系)中仅 9 份
材料携带 Bx7OE基因, 占 5.7%(表 2)。4份携带 Bx7OE
基因的中国材料中, 3份是黑龙江省农业科学院用加
拿大品种 Glenlea 系选育成的材料, 分别为 C1、C5
和E2, 另一份为云南省的德麦 3号。Glenlea是Bx7OE
亚基超量表达的品种, 因此推测 C1、C5 和 E2 的
Bx7OE 基因来自 Glenlea。由于没有其亲本, 德麦 3
号中 Bx7OE的来源尚不能确定。CIMMYT 小麦品种
中携带 Bx7OE基因的组合有 3个, 共 5个品系, 说明
CIMMYT携带 Bx7OE基因的品种也很少。由于 Bx7OE
亚基超量表达可显著提高面筋强度, 因此应在今后
小麦育种中充分利用 Bx7OE基因。另外, 澳大利亚和
加拿大的材料中 , 携带 Bx7OE 基因的材料分别为

410 作 物 学 报 第 35卷



图 2 小麦品种高分子量谷蛋白亚基 Bx7OE基因的分子检测
Fig. 2 Polymorphic test of PCR fragments amplified with Bx7OE in wheat lines
A: PCR amplified with marker TaBAC1215C06-F517/R964; B: PCR amplified with marker TaBAC1215C06-F24671/R25515.
M: 2000 DNA Marker; 1: CD87 (Code: 86) 2: PFAU/WEAVER*2//BRAMBLING (Code: 50); 3: ATTILA/3*BCN*2//BAV92 (Code: 3);
4: WBLL1*2/BRAMBLING (Code: 79); 5: BABAX/LR42//BABAX*2/4/SNI/TRAP#1/3/KAUZ*2/TRAP//KAUZ (Code: 4);
6: FRET2*2/4/SNI/TRAP#1/3/KAUZ*2/TRAP//KAUZ (Code: 16); 7: KAUZ/PASTOR//PBW343 (Code: 30);
8: KIRITATI/3/HUW234+LR34//PRL/VEE#10 (Code: 35); 9: PBW343/WBLL1//PANDION (Code: 47);
10: PFAU/SERI.1B//AMAD/3/WAXWING (Code: 49); 11: WAXWING*2/TUKURU (Code: 75);
12: HEILO (Code: 21); 13: SHA8/GEN (Code: 54): 14: PASTOR/TEERI (Code: 41).

表 2 中国和 CIMMYT小麦品种(系)Bx7OE基因的分布
Table 2 Characterization of Bx7OE gene in Chinese and CIMMYT wheat cultivars and lines
来源
Origin
检测品种(系)数
Number of cultivars (lines) tested
含 Bx7OE的品种(系)数
Number of cultivars (lines) with Bx7OE
中国 China 74 4
CIMMYT 85 5
澳大利亚 Australia 3 1
加拿大 Canada 1 1
合计 Total 163 11

CD87和 Wild Cat。
3 讨论
分子标记辅助选择在育种中越来越受到重视 ,
筛选并验证可靠的分子标记有助于快速准确聚合优
质亚基。Ragupathy等[15]开发了检测 Bx7OE基因的两
个特异性 STS 标记, 但迄今为止利用分子标记检测
Bx7OE 基因在国内还没有报道。本试验利用这两个
STS 标记检测了 163 份小麦品种中 Bx7OE基因的等
位变异, 结果表明该标记扩增带型清晰, 稳定性好,
而且两个标记可以相互对应。研究还表明, STS标记
与 RP-HPLC的检测结果完全一致, 而前者比后者的
成本明显偏低。因此, Bx7OE基因位点的 STS标记是
一种简单、可靠的标记, 可用于小麦品种(系)Bx7OE
基因的检测。
对于 Glu-A1位点缺失的小麦品种, 将 Bx7亚基
相对于全部高分子量麦谷蛋白亚基含量面积百分比
大于 39%作为携带 Bx7OE基因的判断标准并不合适,
原因在于 Glu-A1的缺失, 使 Bx7亚基的相对含量占
高分子量麦谷蛋白亚基总量的比值提高 , 造成偏
差。例如小麦品种 SHA5/WEAVER (表 1)在 Glu-A1
位点缺失, 虽然该品种的 Bx7 亚基相对于全部高分
子麦谷蛋白亚基含量的比值为 43.3%, 但不携带
Bx7亚基超量表达基因。
4 结论
这两个 STS标记可以快速准确地检测小麦品种
是否携带 Bx7OE 基因。本文结果可以为我国小麦育
种提供有用的材料及分子标记辅助选择方法。
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