新疆冬小麦过氧化物酶基因TaPod-D1和TaPod-A1等位变异检测及分布规律

【作者】 谢磊； 战帅帅； 王丽丽； 任毅； 时佳； 耿洪伟；

【机构】 新疆农业大学农学院/新疆农业大学生物技术重点实验室；

【摘要】 【研究背景】小麦籽粒过氧化物酶(Peroxidase,POD)活性是影响面粉及其制品颜色的一个重要指标。籽粒POD不仅能催化阿魏酸等主要酚酸的氧化,使面粉中的无色前体物质形成有色物质;也能氧化降解面粉中的色素类物质,是造成面粉和面制品在加工和储藏过程中发生褐变和黄色被漂白的主要原因。高POD活性可以提高小麦面粉及其产品的白度从而提高其商品价值。环境与基因型均对POD活性有影响,但主要受遗传因素影响。前人根据水稻、玉米等禾本科作物基因共线性原理,对普通小麦POD基因进行QTL定位,结果表明,普通小麦POD基因位于第3和第7同源染色体上。【材料与方法】本研究利用位于7D染色体上的功能标记POD-7D1和POD-7D6及3A染色体上的功能标记POD-3A1和POD-3A2对98份新疆冬小麦品种(系)进行等位变异检测,并分析了过氧化物酶(Peroxidase,POD)基因的不同等位变异类型的分布规律。【结果与分析】检测结果表明,在TaPod-D1位点,98份新疆冬小麦品种(系)中,42份材料含有与高POD活性相关的TaPod-D1a等位基因,56份材料含有与低POD活性相关的TaPod-D1b等位基因。在TaPod-A1位点,28份材料含有与高POD活性相关的TaPod-A1b等位基因,70份材料含有与低POD活性相关的TaPod-A1a等位基因。POD基因的分布规律分析表明,在不同类型的新疆冬小麦品种(系)中,两个不同位点上高POD活性等位变异TaPod-D1a和TaPod-A1b的分布频率均表现为:引进品种(系)>自育品种(系)>地方品种。所检测的新疆冬小麦品种(系)共有四种基因型组合,含有Tapod-D1a/Tapod-A1b基因型组合的小麦品种(系)的POD活性最高,TapodD1a/Tapod-A1a和Tapod--D1b/Tapod-A1b基因型组合次之,最低的为Tapod-D1b/Tapod-A1a基因型组合;它们在新疆冬小麦品种(系)中的分布频率分别为11.3%、31.6%、17.3%和39.8%。总体来看,98份新疆冬小麦品种(系)中,在TaPod-D1位点,TaPod-D1a基因型频率(42.9%)所占比例较低;在TaPodA1位点,TaPod-A1b基因型频率(28.6%)所占的比例较低;新疆冬小麦品种中具有组合基因型TaPodD1a/TaPod-A1a或TaPod-D1b/TaPod-A1b的频率(49%)远高于组合基因型TaPod-D1a/TaPod-A1b频率(11.2%),携带高活性POD基因的组合基因型TaPod-D1a/TaPod-A1b在地方品种,引进品种(系)和自育品种(系)中的分布频率逐次增高。【结论】新冬14号、新冬24号、新冬27号、新冬33号、伊农21、新冬2号、F49-70、阿芙乐尔、洛夫林18号、小鹅186、麦洛瓦西这11份材料具有TaPodD1a/TaPod-A1b基因型组合,上述品种可为选育携带高活性POD基因的优异种质材料提供选择。更多还原