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成都生物所小麦籽粒蛋白含量相关基因研究获进展

成都生物所小麦籽粒蛋白含量相关基因研究获进展

  蛋白质是构成生物体最重要的物质之一,小麦作为世界第三大粮食作物,为人类提供了约25%的蛋白质摄入量,小麦籽粒蛋白的质和量是决定营养和加工品质的重要因素,也是国际商品粮定价的最重要指标。提高小麦蛋白质含量,改善小麦品质,是各国小麦育种家的主要目标。因此,进一步加强小麦品质改良的基础研究,揭示影响籽粒蛋白质含量的分子遗传机理,对改善中国小麦品质和培育优质专用型品种具有重要意义。

  中国科学院成都生物研究所王涛课题组利用西南麦区115份小麦品种(包括地方品种64份,育成品种51份),通过三年两点的表型测定,发现地方品种的蛋白含量极显著高于育成品种,千粒重则相反。依据水稻OsAAP6同源克隆了小麦TaAAP6-3A3B3D三个基因,其中TaAAP6-3B 幸运28 出现了两种等位变异,TaAAP6-3B-TaAAP6-3B-。通过顺式作用元件、表达模式分析结合5个环境的表型关联分析显示,相比于TaAAP6-3B-,具有TaAAP6-3B-的品种籽粒蛋白含量更高。利用开发的分子标记,在自然群体和F2遗传群体中获得了同样的结果。 

  此外,115份小麦品种中,地方品种TaAAP6-3B基因位点SNPs幸运28多态型明显比育成品种的丰富,说明TaAAP6-3B可能在长期的人工选择过程中受到了选择压力,代表高蛋白、低千粒重的基因型TaAAP6-3B-被人为选择掉了这表明该位点可能为重要的驯化位点。该研究为小麦品质育种提供了重要依据。

    上述研究结果以TaAAP6-3B, a regulator of grain protein content selected during wheat improvement 为题在线发表于国际期刊BMC Plant Biology

  该研究获得国家转基因重大专项 (Grant Nos. 2016ZX08009003–004)和“973”计划 (Grant Nos. 2014CB138104–2)资助。

  论文链接 

 

小麦TaAAP6 幸运28基因的结构 

 

拟兰芥、水稻、玉米、小麦AAP6 的聚类分析 

 

TaAAP6-3B在自然群体中的等位变异