印度圓粒小麥Waxy基因的分子鑒定研究

舒曉霞

摘要 采用分子標(biāo)記的方法，對印度圓粒小麥Waxy蛋白基因進(jìn)行了評價和鑒定。結(jié)果表明，該方法能較好地檢測位點(diǎn)的變異，28份供試材料共有2種變異類型，其中缺失Wx-B1亞基有7份。本文還對這些材料的利用進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞 印度圓粒小麥；Waxy基因；分子鑒定

中圖分類號 S512.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）24-0001-02

Molecular Identification of Waxy Gene in Triticum sphaerococcum

SHU Xiao-xia

（Chengdu Agriculture College，Wenjiang Sichuan 611130）

Abstract Using the specific molecular markers，the genetic variations of the waxy gene locus in T.sphaerococcum were identified. The results showed that the method of molecular marker was more facilitate than others for the evaluation of waxy gene.There were two types variation in twenty-eight accessions，and loss Wx-B1 in seven accessions. The utility of these materials were also discussed.

Key words Triticum sphaerococcum；waxy gene；molecular identification

普通小麥籽粒胚乳中含有分子量分別為62.8、56.7、58.7 kD的3種Waxy蛋白亞基，分別由位于7AS、4AL、7DS的Wx-A1、Wx-B1、Wx-D1基因位點(diǎn)編碼[1-2]。前人研究表明，4AL末端上荷載有Wx位點(diǎn)的一個較小的染色體片斷曾與7BS上的一個小片斷發(fā)生過染色體相互易位。Waxy蛋白相對含量與直鏈淀粉含量成高度正相關(guān)，亞基的缺失可降低小麥直鏈淀粉含量。

研究者們發(fā)現(xiàn)，六倍體Wx基因及其編碼的Wx蛋白的作用機(jī)制比二倍體植物復(fù)雜得多。不同Waxy蛋白亞基對直鏈淀粉合成的影響程度不同[3-4]。雙缺失型只有Wx-A1和Wx-B1以天然形式存在。普通小麥中Wx-B1缺失型最常見，而Wx-D1缺失型非常罕見。缺失全部3個Waxy蛋白亞基的普通小麥稱為糯小麥，其籽粒胚乳直鏈淀粉含量接近于零[5-6]。優(yōu)質(zhì)小麥品種一般缺失Wx-B1亞基，直鏈淀粉含量較低 [7-8]。

印度圓粒小麥?zhǔn)切←湆倭扼w裸粒栽培種之一，染色體數(shù)2n=6x=42，染色體組型為AABBDD，具有烘烤品質(zhì)好及適合做通心粉的特性。因此，本研究利用特異性分子標(biāo)記，對引進(jìn)的一批印度圓粒小麥的Waxy蛋白位點(diǎn)遺傳多樣性進(jìn)行分析，深入了解變異情況。

1 材料與方法

1.1 供試材料

材料為28份印度圓粒小麥，以中國春作為對照，具體各品種來源見表1，種子均由四川農(nóng)業(yè)大學(xué)小麥研究所提供。

1.2 鑒定方法

1.2.1 DNA的提取。參照CTAB法。

1.2.2 引物。引物設(shè)計參照McLauchlan A[9]。下游引物：5′-TCG TAC CCG TCG ATG AAG TCG A-3′，上游引物：5′-AAG AGC AAC TAC CAG T-3′。

PCR反應(yīng)體系：25 μL總體積中含有rTaq聚合酶0.5 μL、模板DNA 1 μL、0.5 μL引物、dNTP 1.0 μL、2.5 xbuffer、超純水19 μL。PCR反應(yīng)程序：95 ℃預(yù)變性3 min，94 ℃變性1 min，64 ℃退火1 min，72 ℃延伸1 min，循環(huán)12次；94 ℃變性1 min，58 ℃退火1 min，72 ℃延伸30 s，共循環(huán)34次，最后72 ℃延伸5 min，4 ℃保存。擴(kuò)增產(chǎn)物經(jīng)2%瓊脂糖凝膠電泳，凝膠成像系統(tǒng)拍照[10-14]。

2 結(jié)果與分析

從電泳結(jié)果看，擴(kuò)增產(chǎn)物最少的為2條帶（圖1），最多為3條帶，但多數(shù)為3條帶，片段大小在200～400 kB之間。對照中國春在3個位點(diǎn)均有擴(kuò)增產(chǎn)物。供試28份材料中有21份在3個位點(diǎn)也均有擴(kuò)增產(chǎn)物，占75%。Wx-B1缺失類型共有7份材料，占25%，分別為來源于印度地區(qū)的材料PI324492、PI282451、PI42014、PI352498、PI282452和來源巴基斯坦旁遮普的材料PI40941、PI40943（表2）。

3 結(jié)論與討論

3.1 印度圓粒小麥的Waxy基因位點(diǎn)特異性

印度圓粒小麥?zhǔn)歉牧计胀ㄐ←湹闹匾蛸Y源，它具有多個優(yōu)異屬性，例如蛋白質(zhì)含量較高，部分蛋白質(zhì)含量高達(dá)21.1%[1]。通常普通小麥籽粒的蛋白質(zhì)的平均含量在13%左右。

1975年Semenova LV等將印度和巴基斯坦的49份印度圓粒小麥材料進(jìn)行栽培研究，結(jié)果顯示，其中11份材料的蛋白質(zhì)含量高于18%，較普通小麥高出0.1%～3.2%。蛋白質(zhì)對小麥制品的優(yōu)劣具有重要作用[8]，印度圓粒小麥具有烘烤品質(zhì)好及適合做通心粉的特性。

而本研究對印度圓粒小麥控制淀粉品質(zhì)的Waxy基因位點(diǎn)的分析表明，只有2種變異類型出現(xiàn)在印度圓粒小麥群體中。其優(yōu)勢類型為3個位點(diǎn)均具有擴(kuò)增產(chǎn)物的野生型，其在糯質(zhì)小麥的選育中作用不大。但仍有7份材料在Wx-B1位點(diǎn)出現(xiàn)了缺失，可以在糯質(zhì)小麥育種中加以應(yīng)用。同時注意到，這7份材料主要分布在印度和巴基斯坦，表明在其主要分布區(qū)具有變異類型。endprint

3.2 糯性（Waxy）小麥的產(chǎn)生途徑

在大多數(shù)禾谷類作物中，都存在糯性（Waxy）品種或糯性變異材料。

Nakamura等[5，15]收集了多個國家和地區(qū)的1 960份小麥材料進(jìn)行研究，進(jìn)一步證實(shí)了小麥的Waxy（Wx）蛋白數(shù)量與直鏈淀粉含量密切相關(guān)[16-19]。因此，從小麥近緣屬種中篩選Waxy基因的各種變異類型，對糯質(zhì)小麥育種具有重要的意義[20-23]。而對本研究篩選到的材料，還需作進(jìn)一步深入的評價和研究[24-25]。

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