小麦品质性状与一些生化性状的典型相关及逐步回归分析

选用18个品质差异较大的黄淮海优质小麦产业带国家小麦展示品种,研究出粉率、籽粒硬度、沉淀值、湿面筋含量等品质性状与面粉总蛋白质含量、总聚合体蛋白、大聚合体蛋白含量及比例等生化性状间的关系,旨在探讨小麦育种中利用一些简单、易测的生化指标筛选品质性状的可行性。结果表明,小麦面粉总蛋白质含量、总聚合体蛋白含量和大聚合体蛋白含量3个生化性状对3个品质性状筛选指标即籽粒硬度、沉淀值和湿面筋含量有显著正向作用;逐步回归分析表明,影响籽粒硬度(Y2)、湿面筋含量(Y4)和吸水率(Y5)的关键生化性状是面粉总蛋白质含量(X1)。湿面筋含量与面粉总蛋白质含量间量化关系为Y4=4.3054X1-18.5971,相关系数0.9992,达极显著水平;总聚合体蛋白含量(X2)、大聚合体蛋白含量占总聚合体蛋白含量的百分比(X6)是影响沉淀值(Y3)的两个关键生化性状,其回归方程为Y3=8.2784X2 0.4930X6-54.8929,相关系数0.7498,达极显著水平。本文还就以面粉总蛋白含量、总聚合体蛋白含量、大聚合体蛋白含量代替品质指标用于小麦品质育种的可能性进行了讨论。     

相同HMW-GS组合小麦品种的主要品质指标分析

为了研究具有相同高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)组合的小麦品种间是否存在品质差异,采用SDS-PAGE电泳技术从200多份黄淮冬麦区新育成的小麦品种(系)中筛选鉴定出12个具有1/7 9/2 12 HMW-GS组合的小麦品种(系),并对其主要品质性状进行分析.结果表明,12个具有相同HMW-GS组合(1/7 9/2 12)小麦品种的面粉蛋白质含量、湿面筋含量和Zeleny沉淀值均存在差异,其中蛋白质含量和湿面筋含量差异不大,但Zeleny沉淀值差异较大(平均为30.2 mL,变幅为23.3～45.9 mL,变异系数为22.4%).在面团流变学特性中除吸水率外,形成时间、稳定时间和评价值均有较大变异,形成时间平均为3.7min,变幅为2.2～7.4 min,变异系数为36.9%;评价值平均为57.9,变幅为36～149,变异系数为53.0%;稳定时间变异最大,平均为3.7 min,变幅为1.6～15.1 min,变异系数为99.8%.表明具有相同HMW-GS组合的小麦品种的主要品质性状仍存在较大的差异.     

小麦-卵穗山羊草1Mg异附加系蛋白质品质形成解析

为了突破小麦品质育种瓶颈,从小麦的近缘属种中挖掘优质蛋白亚基,并解析优质亚基的品质效应,本研究选取中国春(CS)及CS与卵穗山羊草1Mg异附加系(CS-1Mg)作为试验材料,研究其亚基组成、籽粒发育过程中的谷蛋白聚合体动态积累、面筋蛋白的微观结构与二级结构、面团的混揉特性等以解析异源染色体的加入对面团品质形成的影响。结果表明,与CS相比,CS-1Mg中出现了新型HMW-GS,使其在籽粒发育过程中UPP快速积累,面筋蛋白呈现出更好的二级结构分布,微观结构上蛋白质交织更紧密,流变学特性及混揉特性增强,品质显著提高。CS-1Mg所携带的新型HMW-GS可以作为优质基因源用于优质小麦育种,CS-1Mg可作为中间材料应用于小麦品质改良的生产实践中。     

5 10亚基背景下不同组成类型对小麦品质性状的影响

为了明确宁夏灌区近两年育成的部分小麦品种(系)的高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)组成、品质性状及其相互间的关系,利用SDS-PAGE电泳图谱技术对22份小麦材料进行了HMW-GS组成分析、主要品质性状分析及统计分析。结果表明:(1)在5 10亚基背景下,不同亚基、亚基组成类型的沉淀值方差均未达到显著水平;(2)蛋白质含量与面筋指数极显著负相关,与干面筋含量显著正相关,湿面筋含量与面筋指数显著负相关,其它性状间相关不显著;(3)在17 18、5 10亚基存在时,2*亚基对提高沉淀值、干面筋含量、湿面筋含量和面筋指数的作用大于1亚基;(4)2*、17 18、5 10优于其它亚基组成类型。     

60Co-γ射线诱变小麦M3代品质性状的遗传变异分析

为探讨~(60)Co-γ射线辐射处理对郑麦9023的诱变效应,用200 Gy的~(60)Co-γ射线辐射处理郑麦9023干种子,对M_3代群体166个株系的籽粒蛋白质含量、湿面筋含量、硬度、沉降值、高分子量谷蛋白(GMP)含量、脂肪氧化酶(LOX)活性和多酚氧化酶(PPO)活性共7个品质性状进行了遗传变异分析及高分量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)鉴定。结果表明,M_3代群体籽粒的蛋白质含量、湿面筋含量、LOX活性均值高于亲本,硬度、沉降值、GMP含量和PPO活性均值低于亲本。以超过群体均值±1.96×标准差[P(|u|≥1.96σ)≤0.05]为标准确定变异株系,蛋白质含量和湿面筋含量仅发生正向变异,发生变异的株系分别为5个和3个;硬度没有产生正向变异,发生负向变异的株系有7个。M_3代群体中发生高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)变异株系6个,亚基组成从郑麦9023的Null/7+8/2+12突变为1/7+8/2+12,品质得分提高了2分。在M_3代群体中筛选出13个强筋小麦株系,无弱筋小麦突变体。说明~(60)Co-γ射线可以诱导蛋白质亚基发生变异,拓宽小麦的遗传基础。     

安徽省小麦产业体系展示品种HMW-GS组分及GMP的研究

为了解安徽省淮北及黄淮麦区的小麦加工品质,以52个安徽省小麦产业体系展示品种为材料,分析了供试小麦品种HMW-GS的组成和分布、谷蛋白聚合体(GMP)含量、小麦蛋白质含量、Zeleny沉降值及湿面筋含量。结果表明,52个供试小麦品种的HMW-GS变异类型众多,共发现13种变异类型,包含6种优质亚基类型;共出现了21种HMW-GS组合。按照GMP、蛋白质、湿面筋含量及Zeleny沉降值可将52个供试品种分为4类。供试品种的品质评分介于4~10分之间,平均7.4分。基因位点Glu-A1含有1亚基的品种,GMP含量高于含有Null亚基的品种。     

重庆面包麦辐射诱变后代性状变异分析

为了探讨⁶⁰Co-γ射线辐射处理对小麦的诱变效应,以优质小麦品种重庆面包麦的干种子为试材,用250 Gy的⁶⁰Co-γ射线辐射处理,对317个M₃代株系的株高、产量性状、品质性状进行变异分析。结果表明,在M₃代群体中,株高、穗数、穗长、小穗数、千粒重、穗粒数、穗粒重、株系产量、蛋白质含量、湿面筋含量等10个性状均发生了变异。以超过群体均值±2.58×标准差（P≤0.01）进行筛选,筛选出各类性状正向变异株系38个,负向变异株系12个,其中48、58、71、307、311等5个株系综合性状优良,其株系产量、蛋白质含量、湿面筋含量均高于亲本。通过SDS-PAGE电泳分析,发现一个高分子量麦谷蛋白亚基（HMW-GS）变异株系292,与重庆面包麦有3个亚基的差异。说明⁶⁰Co-γ射线辐射诱变小麦可以创造丰富的遗传变异,拓宽品种的遗传基础,能够引起HMW-GS基因位点的变异。     

EMS诱变的普通小麦豫农201突变体库的构建与初步分析

为了构建小麦EMS突变体库,为小麦功能基因组学研究准备基础材料,利用化学诱变剂甲基磺酸乙酯(Ethyl methane sulfonate,EMS)溶液诱变处理豫农201种子,对获得的M2代植株进行农艺性状及其他生物学性状的表型筛选,结果共获得722份叶、茎、穗和其他性状发生变异的突变体,其中139份叶片性状突变、220份茎秆性状突变、38份穗部和籽粒性状突变、325份其他性状突变,突变频率分别为2.20%、3.49%、0.60%、5.15%.利用SDS-PAGE对突变体的高分子量麦谷蛋白亚基进行分析,共发现有21个缺失不同类型亚基的突变体.本研究初步构建的豫农201 EMS突变群体可应用于小麦功能基因组研究和小麦遗传改良.     

小麦-冰草异源衍生系籽粒蛋白质特性分析

为了研究小麦-冰草异源衍生系的蛋白质品质性状,以大面积推广的6个小麦品种为对照,采用国际(ICC)标准和常规分析方法,对16个小麦-冰草异源衍生系的蛋白质组分、湿面筋含量、SDS沉淀值、谷蛋白溶涨指数(SIG)以及高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)组成等蛋白质品质特性进行了系统分析.结果表明,小麦-冰草异源衍生系平均蛋白质含量为11.60%,略高于对照品种的平均值(11.31%);蛋白质组分中,清蛋白、谷蛋白的平均含量分别为26.02%和44.15%,略高于对照品种,球蛋白、醇溶蛋白的平均含量分别为5.96%和24.30%,略低于对照品种;湿面筋含量、SIG的平均值显著高于对照品种;SDS沉淀值的平均值略高于对照品种;HMW-GS电泳分析显示,含有7 8优质亚基、亚基总评分为8分的小麦-冰草异源衍生系占81.25%.16个衍生系中,1-1-7、10-36、10-78、20-1-1-2和20-1-1-2-4的蛋白质含量、湿面筋含量、SDS沉淀值、SIG值均高于对照品种的平均值,HMW-GS组成均为1/7 8/2 12,可作为小麦优质蛋白质基因的供体.     

小麦籽粒发芽对品质的影响

选用来自黑龙江、辽宁和北京的11个冬、春性小麦品种，对其发芽籽粒和耒发芽籽粒进行了11个品质性状的分析，以研究籽粒发芽对小走品质性状的影响。结果表明，小麦籽粒发芽对其蛋白质、淀粉和馒头加工品质均造成负面影响，籽粒发芽与不发芽相比，蛋白质舍量、湿面筋含量、沉淀值、吸水率、形成时间、稳定时间、峰值粘度、稀懈值、降落值、馒头体积和馒头评分等品质性状的差异均达到5％或1％显著水平。籽粒发芽造成蛋白质质量的下降程度大于蛋白质含量的下降程度。籽粒发芽对品质影响程度在品种（系）间也存在差异。发芽处理的小走高分子量走谷蛋白亚基组成和醇溶蛋白电泳图谱均未发生变化。     

小麦体细胞无性系HMW-GS组成、蛋白质和赖氨酸含量及SSR位点变异分析

为明确小麦体细胞无性系后代材料的蛋白质和赖氨酸含量、HMW-GS及SSR位点变异情况,对宁春4号、陇春21号和花培9355三个小麦品种的无性系R4和R5代材料的蛋白质和赖氨酸含量、HMWGS组成及SSR位点进行检测和鉴定,并分析其变异情况。结果表明,三个小麦品种无性系后代中,编码HMW-GS的三个位点均可发生变异,不同基因型材料的无性系后代的变异频率和位点并不相同,同一基因型无性系后代的不同编码位点的变异频率也不相同;蛋白质和赖氨酸含量出现超亲变异,其中大部分材料在R4代中表现出的变异性状能够稳定传递到R5代中。小麦体细胞无性系SSR位点的变异具有基因型依赖性,蛋白质和赖氨酸含量的变异频率与SSR位点变异频率无直接的相关性。     

The impact of emmer genetic diversity on grain protein content and test weight of hexaploid wheat under high temperature stress

High temperature has a negative impact on wheat grain quality and reduces market value. Emmer wheat (Triticum dicoccon Schrank), one of the earliest domesticated wheat species, is a source of genetic diversity for the improvement of heat and drought tolerance in modern wheat. However, the potential of emmer wheat for the improvement of grain physical quality under high temperature stress is little studied. A diverse set of 184 emmer-based hexaploid lines was developed by crossing emmer wheat with hexaploid wheat and backcrossing once to hexaploid wheat. These materials, seven hexaploid recurrent parents and seven commercial cultivars, were evaluated at two times of sowing (E1 and E2) in the field, in 2015–2016. The materials were genotyped using a 90 K SNP platform and these data were used to estimate the contribution of emmer wheat to the progeny. Significant phenotypic and genetic variation for grain physical quality traits including protein content and test weight was observed. High temperature significantly increased protein content and decreased test weight. Large scale field phenotyping identified emmer progenies with improved grain characteristic compared to their respective parents and commercial cultivars in both environments. A few families consistently produced higher trait means across environments compared to their recurrent parents. The emmer wheat parent contributed between 1 and 37% of the genome in emmer-based genotypes. Selected emmer derived lines with superior protein content and test weight, tended to have a greater genetic contribution from the emmer parent, ranging from 12 to 37% and 7–37% in E1 and E2, respectively. It was concluded that new genetic variation for seed traits, such as protein content and test weight, can be introduced to hexaploid wheat from emmer wheat. The newly developed emmer derivatives identified with enhanced grain quality under high temperature stress can potentially be used to improve grain quality through breeding.     

1BL/1RS易位系对陕西小麦品质育种的影响

分析了91份陕西省小麦资源材料中1BL/1RS品种的频率、HMW-GS组成和加工品质性状,以了解1BL/1RS易位对陕西小麦育种的影响。结果表明,22个小麦品种(系)为1BL/1RS衍生品种,占参试材料的24.2%,其中山前麦(P redgorn ia)的衍生品种15个,占1BL/1RS易位品种的68.1%;1BL/1RS易位并末对HMW-GS组成产生直接影响,1BL/1RS易位品种中优质亚基1和17 18出现频率较高,而非1BL/1RS易位品种中优质亚基2*和7 8出现的频率较高,两者之间优质亚基14 15和5 10出现的频率无明显差别;1BL/1RS品种和非1BL/1RS品种之间品质性状(蛋白含量除外)的变异系数以及千粒重的平均值有明显差异,而籽粒硬度、蛋白质含量和沉淀值的平均值均无明显差异。提出了合理利用1BL/1RS抗源进行小麦育种的方法和途径。     

Sec-1位点缺失对1BL/1RS易位系籽粒品质的影响

为了解 Sec-1位点缺失对1BL/1RS易位系品质的影响,用 Sec-1位点缺失突变体与郑麦7698多次回交,系谱法辅助分子标记多代选择后得到 Sec-1位点缺失的1BL/1RS易位系（简称 Sec-1位点缺失易位系）和正常1BL/1RS易位系（简称正常易位系）,并进行品质性状、抗病性及农艺性状鉴定。结果表明,蛋白质含量、湿面筋含量、干面筋含量和中峰值高度在 Sec-1位点缺失易位系和正常易位系之间差异不显著,而 Sec-1位点缺失易位系的面筋指数、面团形成时间、稳定时间、粉质质量指数、和面时间、中峰值宽度和8 min尾宽显著高于正常易位系。正常易位系的吸水率和衰落角显著大于 Sec-1位点缺失易位系。 Sec-1位点缺失易位系的条锈病抗性和白粉病抗性均低于正常易位系,但二者之间条锈病的病情指数差异不显著,而白粉病的病情指数差异达显著水平。正常易位系与 Sec-1位点缺失易位系间的千粒重、穗粒数、产量水平差异均不显著。综上所述, Sec-1位点缺失对小麦籽粒品质的正向调控作用显著,而对农艺性状的负面效应不显著, Sec-1位点缺失突变体是研究和改良小麦籽粒品质的优良遗传材料。     

57份陕西新育成小麦品种（系）HMW-GS组成及品质分析

为探究陕西关中地区小麦HMW-GS亚基与品质性状间的关系,采用SDS-PAGE法对57份陕西关中地区小麦品种（系）HMW-GS亚基组成及相关品质性状进行了分析。结果表明,供试品种（系）中共检测出7种HMW-GS亚基类型和8种HMW-GS亚基组合;Glu-A1位点上有3种亚基类型,分别为1、2^*和Null,以1亚基为主（78.95%）;Glu-B1位点上检测到7+8（61.40%）与7+9（38.60%）两个类型;Glu-D1位点上检测到5+10（70.18%）和2+12（29.82%）两个类型。3个HMW-GS基因位点编码亚基共组成8种亚基组合,品质得分6～10分,其中1/7+8/5+10组合品质得分10分,出现频率最高。就HMW-GS不同位点对品质性状效应进行分析发现,Glu-D1位点对b^*值、形成时间、稳定时间、弱化度和粉质质量指数的影响达到极显著水平（P＜0.01）;对面团流变学特性的影响,Glu-D1>Glu-B1。不同类型亚基对小麦品质的效应存在差异,7+8亚基对蛋白质含量、湿面筋含量和容重具有正效应,7+9和5+10亚基对形成时间和稳定时间的影响显著高于其他亚基（P＜0.05）;携带1/7+8/5+10亚基组合小麦的蛋白质、湿面筋含量和容重最高;携带1/7+9/5+10亚基组合具有较高面粉L^*值和面团流变学特性指标值。     

小麦不同杂交方式及不同世代材料HMW-GS组成的分析

为给小麦品质育种提供参考,利用SDS-PAGE对亲本高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)组成不同的9个杂交组合的F4～F6代919个株系的HMW-GS进行检测与分析,并在产量性状的基础上对导入优质亚基的品系进行籽粒品质分析。结果表明,不同组合材料在单交、回交和三交组合中均检测到优质HMW-GS的存在,但各优质亚基组合出现的比例不同,在以郑麦366为亲本的5个杂交组合中,优质亚基的导入率都较高,最高达54.8%,可见优质亚基的导入与亲本的遗传背景有较大关系。除此之外,检测世代也有较大的影响,在11个优质亚基组合中,比例最小的两个(5.0%和1.4%)均出现在F6代。为了避免优质亚基在选择过程中丢失,在产量性状的基础上于F4、F5代进行SDS-PAGE检测较为理想。在组合西农979×(郑麦366×荔高6号)中,F5代检测到含有1,14+15,5+10亚基的株系在产量和品质性状方面都表现较好,已参加区域试验,有望成为优质高产小麦新品种。同时还讨论了小麦优质高产杂交组合组配及结合SDS-PAGE技术进行高产优质品系决选的策略。     

52份波兰小麦种子性状分析

为了解波兰小麦籽粒及其品质性状,对52份波兰小麦品种籽粒性状进行了测定,并对其品质性状间的相关性进行了分析。结果表明：（1）供试波兰小麦籽粒千粒重变异系数最高为42.27%,其次为粗蛋白、湿面筋含量,变异系数分别为11.47%和11.74%;较高原448,10号的籽粒千粒重提高46.95%,20号的粗蛋白含量提高105.83%,2号的湿面筋含量提高94.31%,这些品种可以作为较高千粒重和籽粒品质的重要种质资源;供试小麦籽粒长度、宽度与千粒重呈极显著正相关,籽粒大小可以作为千粒重选择的指标。（2）主成分分析表明,波兰小麦面粉的形成时间对其品质影响的权重最高（W=0.24）,其次是稳定时间对品质的影响（W=0.23）;面粉的稳定时间和形成时间与籽粒含水率、粗蛋白含量呈显著或极显著负相关,与籽粒千粒重呈极显著正相关,湿面筋含量与面粉形成时间呈显著正相关。可选择千粒重较大、籽粒含水率较低、粗蛋白含量适宜的波兰小麦作为我国小麦遗传基础拓展和品种改良的亲本材料。     

基因型与环境对小麦戊聚糖含量及RVA黏度的影响

为研究基因型与环境对小麦戊聚糖含量及RVA黏度的影响,选取10个小麦品种（系）和5个生态试验点,测定了小麦籽粒中的总戊聚糖(TP)、水溶性戊聚糖(WSP)、非水溶性戊聚糖含量(WIP)和RVA黏度等共10个性状,探讨了3种戊聚糖含量和7个RVA性状的影响因素及相互关系。结果表明,包括总戊聚糖、水溶性戊聚糖含量在内的10个性状均受到基因型、环境以及基因型与环境互作的影响。其中,基因型方差和环境方差在所有性状上均达到显著或极显著,基因型与环境互作方差在水溶性戊聚糖和7个RVA性状上达到极显著;戊聚糖含量的环境变异＞基因型变异＞基因型与环境互作变异,而RVA黏度性状的基因型变异均大于环境变异。水溶性戊聚糖含量与高峰黏度呈显著负相关。