【2017年整理】中国冬小麦品种多酚氧化酶活性基因等位变异检测 及其分布规律研究.docVIP

中国冬小麦品种多酚氧化酶活性基因等位变异检测 及其分布规律研究 肖永贵1，何心尧1，刘建军3，孙道杰4，夏先春1，何中虎1,2 （1中国农业科学院作物科学研究所，国家小麦改良中心/国家农作物基因资源与基因改良重大科学工程，北京 100081；2 CIMMYT中国办事处，北京 100081；3山东农业科学院作物研究所，济南 250100；4西北农林科技大学农学院，陕西杨凌 712100） 摘要：【目的】利用分子标记研究中国冬小麦品种PPO基因的等位变异及其与PPO活性的关系，为小麦PPO活性的分子标记辅助选择（MAS）奠定基础。【方法】利用PPO基因的功能标记PPO18、PPO29和PPO16对中国4个麦区的冬小麦品种（系）（试验Ⅰ）和山东省常用亲本（试验Ⅱ）共311份进行2A和2D染色体上PPO等位基因Ppo-A1a、Ppo-A1b、Ppo-D1a和Ppo-D1b的检测。【结果】PPO18在等位基因Ppo-A1a（高PPO）和Ppo-A1b（低PPO）中分别扩增685 bp和876 bp的片段，PPO16和PPO29在Ppo-D1a（低PPO）和Ppo-D1b（高PPO）两个等位基因中分别扩增713 bp和490 bp的片段。311份品种（系）中Ppo-A1a、Ppo-A1b、Ppo-D1a和Ppo-D1b等位基因的频率分别为41.8%、58.2%、59.8%和40.2%，PPO活性在同一基因的两个等位基因间差异均达显著水平（P＜0.05）；两个PPO基因的等位基因组合类型分布频率为：Ppo-A1a/Ppo-D1a（27.3%）、Ppo-A1a/Ppo-D1b（14.5%）、Ppo-A1b/Ppo-D1a（32.5%）和Ppo-A1b/Ppo-D1b（25.7%），彼此差异均达显著水平（P＜0.05）。各麦区间PPO活性基因分布存在明显差异，Ppo-A1a基因在长江中下游冬麦区和西南冬麦区分布较多，频率分别为60.7%和56.0%；Ppo-A1b基因在北部冬麦区和黄淮冬麦区分布较高，频率分别为65.6%和60.3%；而Ppo-D1a基因在北部冬麦区、黄淮冬麦区、长江中下游冬麦区和西南冬麦区分布明显高于Ppo-D1b基因频率，分别为65.6%、53.6%、75.0%和76.0%。【结论】PPO18、PPO16和PPO29标记的检测方法简单、稳定性好，所检测的等位变异类型能有效反映品种的PPO活性值。中国冬麦区品种低PPO活性基因分布频率相对较多。因此，根据PPO基因类型组配亲本，并利用PPO基因功能标记在育种早代筛选低PPO活性的基因型，可促进面制品色泽的改良。 关键词：普通小麦；PPO基因；功能标记；分子标记辅助选择（MAS） Molecular Identification and Distribution of the Polyphenol Oxidase Genes in Chinese Winter Wheat Cultivars XIAO Yong-gui1, HE Xin-yao1, LIU Jian-jun3, SUN Dao-jie4, XIA Xian-chun1, HE Zhong-hu1,2 (1Institute of Crop Sciences, National Wheat Improvement Center/The Nation Key Facility for Crop Gene Resource and Genetic Improvement, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081; 2CIMMYT China Office, Beijing 100081; 3Crop Research Institute, Shandong Academy of Agricultural Sciences, Jinan 250100; 4Northwest Agriculture and Forestry University, Yangling 712100, Shannxi) Abstract:【Objective】The aims of this study were to characterize the allelic distribution of PPO genes in Chinese winter wheat cultivars with molecular markers and analyze the association between PPO activity and different PPO alleles for the improvement of PPO activ