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小麥籽粒蛋白含量相關基因研究獲進展

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【摘要】:
蛋白質是構成生物體最重要的物質之一,小麥作為世界第三大糧食作物,為人類提供了約25%的蛋白質攝入量,小麥籽粒蛋白的質和量是決定營養和加工品質的重要因素,也是國際商品糧定價的最重要指標。提高小麥蛋白質含量,改善小麥品質,是各國小麥育種家的主要目標。因此,進一步加強小麥品質改良的基礎研究,揭示影響籽粒蛋白質含量的分子遺傳機理,對改善中國小麥品質和培育優質專用型品種具有重要意義。
  蛋白質是構成生物體最重要的物質之一,小麥作為世界第三大糧食作物,為人類提供了約25%的蛋白質攝入量,小麥籽粒蛋白的質和量是決定營養和加工品質的重要因素,也是國際商品糧定價的最重要指標。提高小麥蛋白質含量,改善小麥品質,是各國小麥育種家的主要目標。因此,進一步加強小麥品質改良的基礎研究,揭示影響籽粒蛋白質含量的分子遺傳機理,對改善中國小麥品質和 培育優質專用型品種具有重要意義。
 
  中國科學院成都生物研究所王濤課題組利用西南麥區115份小麥品種(包括地方品種64份,育成品種51份),通過三年兩點的表型測定,發現地方品種的蛋白含量極顯著高于育成品種,千粒重則相反。依據水稻OsAAP6同源克隆了小麥TaAAP6-3A、3B、3D三個基因,其中TaAAP6-3B 出現了兩種等位變異,TaAAP6-3B-Ⅰ和TaAAP6-3B-Ⅱ。通過順式作用元件、表達模式分析結合5個環境的表型關聯分析顯示,相比于TaAAP6-3B-Ⅱ,具有TaAAP6-3B-Ⅰ的品種籽粒蛋白含量更高。利用開發的分子標記,在自然群體和F2遺傳群體中獲得了同樣的結果。
 
  此外,115份小麥品種中,地方品種TaAAP6-3B基因位點的SNPs多態型明顯比育成品種的豐富,說明TaAAP6-3B可能在長期的人工選擇過程中受到了選擇壓力,代表高蛋白、低千粒重的基因型TaAAP6-3B-Ⅰ被人為選擇掉了,這表明該位點可能為重要的馴化位點。該研究為小麥品質育種提供了重要依據。
 
  上述研究結果以TaAAP6-3B, a regulator of grain protein content selected during wheat improvement 為題在線發表于國際期刊BMC Plant Biology。
 
  該研究獲得國家轉基因重大專項 (Grant Nos. 2016ZX08009003–004)和“973”計劃 (Grant Nos. 2014CB138104–2)資助。(生物谷Bioon.com)
 
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