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小麦醇溶蛋白遗传多样性研究

朱利霞  
【摘要】: 小麦(Triticum aestivumL)遗传多样性研究是小麦育种的前提,有利于对小麦种质资源优良基因的利用和杂交亲本的科学组配,以加快小麦育种的进程。生物遗传资源多样性的研究主要有农艺性状形态标记、品质性状比较分析、生化(同工酶、种子贮藏蛋白等)标记、分子标记等方法。小麦醇溶蛋白(Gliadin,简写为Gli)是小麦贮藏蛋白的主要成份之一,约占胚乳蛋白的40%左右,其含量和组成决定了小麦面团的延展性和粘性,并且和小麦面粉的烘烤品质密切相关。本文对213份小麦材料醇溶蛋白的遗传多样性进行了分析,研究结果如下: 1.通过对来源于不同地区的109份普通小麦品种(系)的醇溶蛋白酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳(A-PAGE)结果分析,显示出醇溶蛋白带型具有很强的多态性,在所有供试材料中共分离出1793条带,每份材料可分离出8~21条,平均为16.5条。共分离出88条相对迁移率不同的谱带。编号为2和4的条带出现频率最高,分别为46.79%和51.38%,从每条谱带在所有材料中出现的频率来看,总的变异范围为0.92%~51.38%。供试材料之间GD的变化范围为0.16~0.82,平均值为0.49。在遗传距离为0.84时全部聚为一类,遗传距离为0.76时可聚为五大类。结果表明,普通小麦的醇溶蛋白位点遗传变异较大,存在着广泛的等位基因变异。从聚类结果上看,来自相同地区的小麦并没有完全聚在一起,可见醇溶蛋白带型和地域关系不密切。 2. A-PAGE电泳结果显示, 56份不同株高的小麦品种的醇溶蛋白带型表现出很强的多态性,不同品种带型均不相同。56份材料共有56种带型。每个品种出现醇溶蛋白条带总数变化在9-21之间。第2和第4条带出现频率最高,分别为44.64%和50.00%,其余的谱带多态性很高,说明小麦种质间具有丰富的醇溶蛋白遗传多样性。每条谱带在所有材料中出现的频率范围为1.79%~50.00%。株高在105 cm以上的材料分离出了435条带,占总带数的51.36%,它们没有共同的谱带;株高在75 cm以下的材料分离出了412条带,占总带数的48.64%,没有找到它们共同的谱带,可见株高对醇溶蛋白的带数和分布影响不显著。数据表明,不同株高小麦的醇溶蛋白位点遗传变异较大,醇溶蛋白谱带的数量和组合方式变化丰富,这表明了不同小麦品种在编码醇溶蛋白基因位点上具有丰富的多态性。所有材料之间GD的变化范围为0.39~0.86,平均值为0.63。在遗传距离为0.86时全部聚为一类,遗传距离为0.82时可聚为三大类。不同株高小麦的醇溶蛋白带数变化不明显,说明株高对醇溶蛋白的带数影响不大。但是聚类结果表明株高大于105cm的材料聚在了一起,株高小于75cm的聚在了一起。说明株高和醇溶蛋白的基因有一定的连锁关系。 3.对不同穗长的48份小麦种质资源进行了醇溶蛋白A-PAGE检测,结果表明,每份材料均具有唯一独特的醇溶蛋白带型。在所有供试材料中共分离出744条带,迁移率不同的带有85条。多数材料有14~16条带,平均为15.5条。编号为3和4的条带出现频率最高,分别为45.83%和43.75%,其余的谱带多态性很高,说明小麦种质间具有丰富的醇溶蛋白遗传多样性。从每条谱带在所有材料中出现的频率来看,总的变异范围为2.08%~45.83%。穗长大于12 cm的材料共分离出377条带,占总带数的50.67%,它们没有共同的谱带;穗长小于8.5 cm的材料共分离出367条带,占总带数的49.33%,没有发现它们有共同的谱带。供试材料之间GD的变化范围为0.45~0.86,平均值为0.66。在遗传距离为0.86时全部聚为一类,遗传距离为0.82时可聚为三大类。另外,相同迁移率的谱带着色深浅在不同材料间也存在显著差异,提示了其表达强度存在着差异。实验结果表明不同穗长的小麦材料具有丰富的醇溶蛋白遗传多样性。这说明,不同穗长小麦的醇溶蛋白位点遗传变异较大,醇溶蛋白谱带在数量和组合方式上变化丰富,有广泛的等位基因位点变异。不同穗长小麦的醇溶蛋白带数差别不大,说明穗长和醇溶蛋白的遗传相关性不大。但是穗长大于12 cm的材料大部分聚在了一起,穗长小于8.5 cm的材料大部分聚在了一起。这说明控制穗长的基因和醇溶蛋白基因有一定的关系。


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