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分子植物育种
(
网络版
), 2010
年
,
第
8
卷
,
第
8
篇
Fenzi Zhiwu Yuzhong (Online), 2010, Vol.8, No.8
http://mpb.
5th
.sophia
p
ublisher.com
共
10
页，第
2
页
high-quality subunits Ax2 *and 5+10, accounted for 11.3%, 18.1% and 2.3%, respectively. 7 varieties contained allelic variation of
low yellow pigment
Psy-A1b
on the 7A chromosome, 17 varieties contained allelic variation of low yellow pigment
Psy-B1b
on 7B,
and 3 contained good allelic variations on both chromosomes, accounted for 15.9%,38.3% and 6.8%, respectively. Arieties (lines)
contained low PPO activity related alleles
Ppo-A1b
on the 2AL chromosome, 22 varieties contained low PPO activity related alleles
Ppo-D1b
on 2DL, and 16 contained good allelic variations on the both chromosomes, accounting for 75%, 50% and 36.3%,
respectively, 7 markers employed in this study were all gene-specific, PCR amplification and stability. Thus the 7 tested markers
could be used as efficient molecular tool s for marker-assisted selection (MAS) in wheat quality improvement programs.
Keywords
Wheat, quality traits related genes, functional molecular makers
研究背景
随着结构及功能基因组学的飞速发展，基因功
能标记的开发与应用逐渐成为小麦等重要农作物
分子育种的重要方向。利用功能型分子标记对小麦
品质相关性状进行检测具有快速、准确、方便等特
点，在分子标记辅助育种上大大提高了选择效率；
同时为育种过程中亲本选择和确定材料的利用价
值提高重要信息
(
杨景华等
, 2008; Bagge et al., 2007;
2008)
。因而，在小麦育种工作中具有较大应用价值，
特别在小麦品质改良方面受到广泛应用
(
何中虎等
,
2006)
。
高分子量谷蛋白亚基、黄色素含量、籽粒
PPO
活性等性状对小麦面粉韧性、粘性、光滑性、适口
性、面粉及面制食品色泽具有重要影响，最终影响
日常生活所食用面制品的加工品质
(
如面包
,
面条
和馒头等
)
。高分子量谷蛋白亚基
(HMW-GS)
主要影
响面团的粘弹性、面粉加工品质和烘烤品质，由
Glu-A1
、
Glu-B1
、
Glu-D1
位点控制。每个位点由两
个紧密连锁的基因组成，分别编码
X-type
和
Y-type
两种类型的亚基，并且每个基因位点都存在大量等
位变异。在
Glu-A1
、
Glu-D1
位点上的等位基因
Ax2*
和
1/null
、
Dx5+Dy10
和
Dx2+Dy12
与小麦的烘烤品
质关系密切，是评价育种材料烘烤品质的重要指
标，因此常选用对烘烤品质贡献极大的
Ax2*
、
Dx5+Dy10
基因来改良面包小麦品质。其中
Ax2*
、
5+10
亚基与高面筋强度密切相关，而
null
、
2+12
亚基与弱面筋强度相关联。
小麦籽粒黄色素含量主要影响面粉及加工品
外观颜色，因此加工面条、馒头等面制品应选择低
黄色素含量的小麦品系，从而使面制品具有较好的
外观品质和销售价值。而影响小麦黄色素含量的关
键基因
——
八氢番茄红素合成酶
(PSY)
基因，由多
个基因位点控制，但位于
7A
、
7B
等同源群上检测
到的
QTL
效应值最大
(Elouafi et al.,2001)
。
He
等
(2008; 2009)
针对黄色素含量这一性状开发的功能
性基因标记
YP7A
、
YP7B-1
，可以有效地将位于小
麦
7AL
、
7B
染色体上控制不同黄色素含量的等位
基因
Psy-Ala
、
Psy-Alb
和
Psy-Bla
、
Psy-Blb
区分开。
小麦籽粒中多酚氧化酶
(PPO)
活性与面条等面
制品在制作过程中颜色变褐密切相关，不同小麦品
种间
PPO
活性差异很大
,
主要受
PPO
基因的等位变
异影响。面粉中
PPO
的含量虽然仅占籽粒总
PPO
含量的
3%
，但可以解释面制品加工和贮藏过程中
色泽褐变的
50%-70% (Kruger et al.,1994)
。
PPO
催
化内源酚酸的氧化成为醌类物质，后者经自身聚合
或与多肽的氨基基团聚合生成褐色多聚体，导致面
团褐变，严重影响面制品的外观质量和商品价值
(Jimenez et al.,1999)
。
Mares
等
(2001)
研究发现控制
PPO
活性的主效基因位于第二同源群染色体上，其
它染色体如
3B
、
3D
、
6B
、
6D
上亦存在一些微效基
因。张立平等人
(2005)
研究结果表明位于
2AL
、
2DL
染 色 体 上 的
PPO
活 性 基 因 能 够 分 别 解 释
37.2%-50.1%
和
25.1%-29.1%
的表型变异，认为是控
制
PPO
活性的主效基因。
Sun
等
(2005)
和
He
等
(2007;2008)
在
2AL
和
2DL
染色体上开发了多酚氧
化酶主效基因的功能性基因标记
PPO18
和
PPO29
，
可以有效区分控制高多酚氧化酶活性和低多酚氧
化酶活性的等位基因。以上相关品质性状的功能标
记为分子标记辅助选择育种和小麦种质的鉴定奠
定了基础，同时也加快了小麦品质改良的步伐。
本实验利用
UMN19
、
UMN25
、
UMN26
、
YP7A
、
YP7B-1
、
PPO18
、
PPO29
等标记对部分山东省冬小