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中国小麦品种品质评价体系建立与分子改良技术研究
日期:2008-04-28 

  主要完成单位:中国农业科学院作物科学研究所
  主要完成人员:何中虎、晏月明、夏先春、张艳、安林利、庄巧生、王德森、张 勇、陈新民、夏兰芹、胡英考、蔡民华、王光瑞、阎俊
  起 止 时 间:1987年3月-2005年6月
  获 奖 情 况:北京市科学技术一等奖
  内 容 提 要:
  针对我国食品质量急待提高的实际需要,中国农业科学院作物科学研究所与首都师范大学生命科学学院密切合作,采用常规方法与分子技术相结合,深入系统研究中国小麦品种的品质评价体系和改良方法,取得了以下主要进展:
  1. 从食品品质-性状指标-蛋白质-DNA四个层次研究我国小麦品种品质评价体系,其中20个指标(占42%)在中国小麦中最早报道,5个指标为国际最早报道,着重建立了中国面条和北方馒头的标准化实验室制作与评价方法,提出并验证面条小麦的选种指标和分子标记选择体系,国内外尚未见到类似报道改进面包评价方法,明确饼干小麦的选种指标。这一工作为进一步系统改良中国小麦品质提供了评价体系和理论依据。
  2. 改进SDS-PAGE技术体系,明确了优质面包和面条的高低分子量亚基组成。高分子量谷蛋白亚基酸性毛细管电泳(A-CE)和高、低分子量谷蛋白亚基基质辅助激光解析飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)鉴定新方法属国内外首创建立了水溶性蛋白毛细管电泳技术体系,首次发现与面包加工品质密切相关的WS-6亚基,优化醇溶蛋白高效毛细管电泳技术,显著提高了品种鉴别效率。在小麦近缘种中鉴定克隆出15个有潜在利用价值的贮藏蛋白新亚基基因,筛选出Glu-B1位点3个亚基的PCR标记,明确了Glu-D3位点的等位基因变异。以上工作为利用分子技术改良小麦品质提供了新方法、新候选基因及新标记。
  3. 阐明籽粒硬度在中国小麦中的演变规律及等位变异特点,发现5个新等位基因(Pina 2个、Pinb 3个),占普通小麦中已报道等位变异的三分之一,并对硬度形成的分子机理做了部分修订。在六倍体小黑麦中发现两个新硬度等位基因。
  4. 明确了基因型、环境及其互作对主要品质性状的相对贡献,主持制定全国小麦品质区划方案,由农业部发布试行,已成为指导我国小麦生产和科研的纲领性文件。此外,还为全国筛选提供3批共计59份各类优质亲本,育种单位利用这些亲本育成20个品种,累计推广1.12亿亩;组织其它单位,为农业部推荐确定各类优质小麦品种22个,累计推广4.37亿亩。
  5. 在遗传育种和谷物化学的国际知名和核心期刊发表SCI 论文31篇,中国农业科学/作物学报论文50篇,申请发明专利14项。培养研究生31名,举办培训班6次,150人次参加。
  该成果兼备科学性、实用性和先进性,丰富了作物育种、谷物化学和分子生物学的理论与方法,对国内外小麦品质改良具有重要参考价值。在小麦遗传育种与应用蛋白质组学研究、商品粮分级检验与质量控制、主要面食品品质评价指标和国家标准修(制)定等方面都有重要指导意义和实用价值。用10年时间建立起我国在这一领域的优势,这是我国作物育种方法研究自主创新和跨越式发展的一个范例。总体达到国际先进水平,其中在面条小麦的品质评价体系建立、水溶性蛋白WS-6亚基的发现、15个谷蛋白新亚基基因的鉴定与克隆、5个与硬度相关的新等位基因的发现、高分子量谷蛋白亚基酸性毛细管电泳(A-CE)和高—低分子量谷蛋白亚基基质辅助激光解析飞行时间质谱鉴定方法等方面达到国际领先水平。

  

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