小麦籽粒硬度测定方法的研究

小麦籽粒硬度是其物理性状和品质的一项重要指标,它与籽粒的化学成分及结构有密切关系。硬度关系到小麦籽粒品质的分级,在商业,加工和营养标准中,没有任何其它特性象籽粒硬度那样被普遍应用。Simmonds等(1973)认为,淀粉和蛋白质基质间的粘着作用可以解释籽粒硬度。     

中国黄淮麦区小麦籽粒硬度Puroindoline基因等位变异检测

籽粒硬度是小麦品质性状改良的重要目标之一,研究黄淮麦区核心种质资源小麦籽粒硬度基因型分布规律,能够为中国小麦品质改良和种质资源利用提供信息。以来自中国黄淮麦区的244份小麦核心种质为材料,采用单籽粒谷物特性测试仪和特异引物的PCR扩增对其SKCS硬度及其基因型进行鉴定。结果表明,黄淮麦区小麦核心种质资源以硬质类型为主,占总参试材料的56.6%,其硬质麦基因型共有Pina-D1b、Pina-D1r、Pina-D1s、Pina-D1l、Pinb-D1b、Pinb-D1p、Pinb-D1ac、Pinb-D1e、Pinb-D1t和Pinb-D1u共10种单倍型,其分布比例分别为2.1%、5.3%、4.5%、0.8%、25.8%、15.7%、0.4%、0.4%、0.8%和0.8%。可以看出,Pinb-D1p在参试材料硬质麦中占据主导地位,PINA蛋白缺失类型也有广泛的分布。不同来源小麦品种籽粒硬度基因型分布表明,山西、河南、云南和新疆小麦品种籽粒硬度基因型较为丰富。不同类型小麦品种籽粒硬度基因型分布表明,农家种小麦籽粒硬度基因型更为丰富。在各Puroindoline变异类型中,拥有PINA-null类型的小麦品种SKCS籽粒硬度显著高于拥有Pinb-D1b和Pinb-D1p类型的小麦品种。本项研究表明黄淮麦区核心种质资源具有丰富的籽粒硬度主效基因变异类型,结合先前研究中认为的PINA-null类型的磨粉品质和面包烘烤品质均劣于Pinb-D1b类型,但拥有相对较好的印度薄饼加工品质,因此品质育种过程中可依据育种目标有选择的利用黄淮麦区小麦核心种质资源。     

两种小麦籽粒硬度测定方法比较试验

论述了测定小麦硬度的重要性及国内外发展现状,采用近红外漫反射法(NIR)和国产JYDB型小麦硬度测试仪法(JYDB)两种方法进行小麦籽粒硬度测定,试验证明这两种方法测得的籽粒硬度具有较高的相关性。     

新疆不同冬小麦籽粒性状与磨粉品质研究

本研究选用新疆60个不同硬度类型冬小麦品种为试验材料,研究其籽粒特性、磨粉品质及二者的关系。结果表明:不同硬度类型冬小麦品种中,硬质小麦籽粒硬度值最高为66.64;混合型小麦千粒重和粒径最大,分别为43.37 g和3.02 mm;软质小麦的籽粒蛋白质含量最高,为16.68%。3种不同硬度类型小麦品种的籽粒硬度和面粉a值变异系数分别>10和>25。相关分析表明,混合型小麦中的籽粒硬度和籽粒蛋白及软质小麦中籽粒性状与磨粉品质均关系密切。因此,在冬小麦品种籽粒和磨粉品质改良中要注重提高籽粒硬度和籽粒蛋白质含量,降低灰分,同时还应改良面粉色泽。     

小麦水分含量对容重及硬度的影响

容重是国内外粮食定等及评价粮食工艺品质的主要指标,小麦籽粒硬度是国内外小麦市场分类和定价的重要依据之一,通过改变小麦水分含量,判定其对小麦容重及硬度的影响。结果表明,在一定的水分范围之内,小麦容重与水分含量呈负相关,小麦籽粒硬度与水分含量呈正相关。     

我国小麦籽粒容重的研究

对２４０５份小麦籽粒容重测定和分析的结果表明，国内小麦籽粒的容重大于国外小麦的；国内小麦中，宁夏品种的籽粒容重平均值最高，≥８２０ｇ／Ｌ者所占比例最大。小麦籽粒容重与蛋白质含量、沉降值和硬度均呈极显著正相关     

中国冬播小麦品种淀粉特性的遗传变异分析

研究淀粉特性的遗传变异有助于小麦面条品质的改良。分析了260份国内冬播小麦品种（系）和5份澳大利亚优质面条小麦品种的Waxy蛋白亚基组成和淀粉特性的遗传变异及其与籽粒硬度的关系。结果表明,除峰值时间外,国内小麦品种（系）的籽粒硬度和淀粉特性等性状都表现出较大的变异,籽粒硬度、峰值黏度、低谷黏度和稀澥值等性状     

小麦籽粒干湿交替对品质的影响

为了了解在储运过程中籽粒干湿交替现象对小麦品质的影响程度,以30份不同硬度的主栽品种及高代品系为材料,对干燥籽粒进行了水处理,以收获后的干燥籽粒为对照,研究了小麦的磨粉品质,淀粉品质和面团流变学特性。结果表明：处理过的小麦籽粒硬度整体变小,与未处理的小麦籽粒硬度差异达显著水平(P<0.01),一些品种的硬度等级发生跃迁;出粉率也整体降低了近2个百分点,达显著水平(P<0.01)。灰分、蛋白质含量和黄色素含量都显著降低,但面粉白度有所提高。峰值黏度、低谷黏度和最终黏度分别降低了108 cp、125 cp和97 cp,差异达显著水平(P<0.01)。总之,小麦籽粒干燥后遇水对磨粉品质和淀粉品质影响较大,而对面团流变学特性影响较小。     

小麦品质性状的分子改良

小麦是世界上最主要的粮食作物之一,世界各主产国对小麦品质性状开展了深入地研究。本文从影响小麦品质的主要方面,如小麦籽粒蛋白质数量和质量,小麦籽粒硬度,小麦面粉粉色,小麦籽粒淀粉品质,小麦收获前穗发芽等综述了当前转基因和分子标记辅助选择研究现状和研究进展,并对研究中存在的问题进行了讨论。     

小麦水分对硬度指数测定影响程度的探讨

小麦籽粒硬度是国内外小麦市场分类和定价的重要依据之一,它与食用品质和加工品质都有密切的关系。小麦的硬度是由胚乳细胞中蛋白质基质和淀粉之间的结合强度决定的,结合紧密的硬度值     

两个不同籽粒硬度小麦的比较蛋白组学分析

小麦是全球种植面积最大粮食作物,为全球45亿人提供日常蛋白和能量摄入的20%。弄清小麦籽粒硬度遗传基础,对于改良小麦品质具有重大意义。为探讨不同硬度小麦种子的分子基础,本实验选用西南麦区2个硬度差异极显著的小麦品种川麦66和蜀麦969,从蛋白水平上分析其种子蛋白差异表达情况,利用TMT定量蛋白质组学技术(tandem mass tags)结合生物信息学分析,分析差异表达的蛋白及其功能和通路等富集情况。结果表明,鉴定并定量了有效蛋白6020个,其中显著差异表达蛋白113个,在软质麦川麦66中上调表达的69个,下调表达的44个。差异蛋白GO富集分析共富集到65个GO条目,达到极显著富集水平的包括生物过程的1个条目、细胞组成的1个条目和分子功能的6个条目。推测营养库活性类蛋白、酶抑制剂活性类蛋白和谷胱甘肽代谢途径类蛋白可能参与小麦籽粒硬度形成。籽粒硬度相关蛋白可能主要分布于细胞胞外区,具有防御作用。从系统发育分析推测, puroindolines蛋白及其同源蛋白,可能既作为小麦籽粒贮藏蛋白,同时还能作为酶抑制剂调控籽粒发育。本研究为进一步探索小麦籽粒硬度遗传机制提供了参考。     

CIMMYT新型人工合成小麦Pina和Pinb基因等位变异

六倍体人工合成小麦由硬粒小麦（Triticum turgidum subsp. durum）与粗山羊草（Aegilops tauschii Coss.）杂交产生,是研究小麦进化过程中基因变异的重要材料。以国际玉米小麦改良中心（CIMMYT）提供的57份由野生二粒小麦（T. turgidum subsp. dicoccoides）与粗山羊草杂交产生的新型人工合成六倍体小麦为材料，用单籽粒特性测定仪和Pina、Pinb特异性PCR引物对其籽粒硬度变异以及控制籽粒硬度的主效基因Pina和Pinb的分布情况进行了研究。结果表明，这些材料的SKCS硬度值变异较大，从10.5到42.6，其中15~30的占78%。共有Pina-D1a、Pina-D1c、Pinb-D1h和Pinb-D1j 4种等位变异型，基因型为Pina-D1a/Pinb-D1j的8个，占14%；基因型为Pina-D1c/Pinb-D1h的49个，占86%。方差分析表明，基因型Pina-D1a/Pinb-D1j与Pina-D1c/Pinb-D1h对籽粒硬度的影响差异不显著，但父本粗山羊草和母本野生二粒小麦以及二者间的互作对籽粒硬度有显著影响，说明除Pina和Pinb外，还有其他微效基因影响籽粒硬度的形成。     

153份小麦品种(系)品质性状初步分析

以153份小麦品种(系)为材料,采用近红外光谱技术对其籽粒蛋白质含量、湿面筋含量、硬度进行了检测。结果表明,59.4%小麦品种(系)的蛋白质含量大于14.0%,26.1%小麦品种(系)的蛋白质含量介于13.0%~14.0%之间。湿面筋含量大于32.0%的小麦品种占22.8%,湿面筋含量大于28.0%而小于32.0%的小麦品种(系)占45.7%;9.1%小麦品种(系)的籽粒硬度大于60;90.8%小麦品种(系)的籽粒硬度在40~60。有45个小麦品种(系)的蛋白质含量、湿面筋含量和籽粒硬度可初步评定为强筋麦,占参试品种数29.4%。另有79个品种(系)为中筋麦,其余的29个为弱筋麦。这表明,参试品种(系)绝大多数仍以中筋麦为主。     

陕西历代小麦品种籽粒硬度演变规律研究

利用单籽粒谷物特性测试仪和PCR扩增方法对170余份陕西省历代和当代主要小麦品种(系)的籽粒硬度及基因Pina和Pinb等位变异进行了研究,以揭示陕西省小麦品种换代过程中籽粒硬度的演变规律。其中,历代品种(系)材料51份,硬质麦占39.22%,混合麦占60.78%;Pina-D1b等位基因类型为9.80%,Pinb-D1b等位变异类型为47.06%;当代小麦品种(系)119份,硬质麦占38.66%,混合麦占61.34%;Pina-D1b等位变异类型为17.65%,Pinb-D1b等位变异类型为39.50%;Pina基因所占比例为14.29%,Pinb基因所占比例为63.03%;陕西省历代小麦品种硬度平均数呈先降后升趋势,总体呈现逐渐上升。     

小麦puroindoline基因高效植物表达载体的构建

籽粒硬度是决定小麦品质优劣的重要性状,控制硬度的主效基因为pinA和pinB(统称为puroindoline基因)。本研究利用含有能促进外源基因高效表达的Ω序列、Kozak序列和poly(A)序列的pG4AB及含有Ubi启动子和筛选基因bar的pAHC25,成功构建了含有puroindoline基因的单子叶植物高效表达载体pUBPa和pUBPb。目的是将来通过转基因植物研究,进一步明确pinA和pinB的功能,为通过基因工程方法快速改良我国现有小麦优良品种的籽粒硬度奠定基础。     

新疆小麦籽粒硬度Puroindoline b相关基因等位变异的分子检测

Puroindoline b-2(Pinb-2)基因与籽粒硬度基因Puroindoline b序列高度相似,与小麦籽粒硬度及其产量性状密切相关。本研究以3个籽粒硬度基因(Pina-D1,Pinb-D1和Pinb-2)的特异性功能标记对新疆99份冬小麦和24份春小麦品种(系)进行分子标记检测。在123份新疆小麦品种(系)中Pina-D1和Pinb-D1基因位点Pina-D1a、Pina-D1b、Pinb-D1a和Pinb-D1b等位变异的频率分别为85.4%、14.6%、57.7%和42.3%;在Pinb-2位点,39.0%的小麦品种含Pinb-2v2(低千粒重)等位基因,61.0%的小麦品种含Pinb-2v3(高千粒重)等位变异。在3个位点基因型组合分析表明,在所检测的新疆小麦种质中共有6种基因型组合,其中2种软质麦基因型Pina-D1a/Pinb-D1a/Pinb-2v2,Pina-D1a/Pinb-D1a/Pinb-2v3和3种硬质麦Pina-D1a/Pinb-D1b/Pinb-2v2、Pina-D1a/Pinb-D1b/Pinb-2v3、Pina-D1b/Pinb-D1a/Pinb-2v2、Pina-D1b/Pinb-D1a/Pinb-2v3,其分布频率分别为19.5%、22.8%、13.05%、30.1%、6.5%和8.1%。新疆冬小麦共有5种基因型组合,在不同类型冬麦资源中,具有高千粒重的软质麦类型Pina-D1a/Pinb-D1a/Pinb-2v3的分布频率大小顺序为地方品种(52.9%)自育品种(25.6%)引进品种(12.8%),与之相反,具有较高千粒重的硬质麦类型Pina-D1a/Pinb-D1b/Pinb-2v3和PinaD1b/Pinb-D1a/Pinb-2v3的分布频率大小顺序为:引进品种(53.8%)自育品种(32.5%)地方品种(5.9%);新疆春小麦共有6种基因型组合,在不同类型春麦资源中,具有高千粒重的软质麦类型Pina-D1a/Pinb-D1a/Pinb-2v3的分布频率大小顺序为:早期品种(20.0%)晚期品种(10.5%),与之相反,具有较高千粒重的硬质麦类型Pina-D1a/Pinb-D1b/Pinb-2v3和Pina-D1b/Pinb-D1a/Pinb-2v3的分布频率大小顺序为:晚期品种(47.4%)早期品种(45.8%)。新疆小麦以硬质麦为主,在软冬麦、硬冬麦、软春麦和硬春麦中均是具有Pinb-2v3(高千粒重)等位变异类型的分布频率高于具有Pinb-2v2(低千粒重)等位变异类型。将3个位点特异性标记结合起来使用,不仅能有效的应用于小麦与籽粒硬度改良,同时能应用于小麦产量性状改良方面。     

Puroindoline b位点近等基因系对小麦籽粒淀粉含量和组分及其特性的影响

为了研究不同硬度等位基因与小麦籽粒淀粉组分含量及特性的关系,为小麦品质改良提供依据,以7个硬度Puroindoline b位点近等基因系为试材,研究了不同硬度基因型对小麦籽粒淀粉组分含量及特性的影响。结果表明,Pina-D1b/Pinb-D1a基因型的籽粒硬度值、支链淀粉含量最高;Pina-D1b/Pinb-D1a基因型的淀粉溶解度最高,而Pina-D1a/Pinb-D1d溶解度最低,两者差异达显著水平;不同基因型之间籽粒淀粉酶解力没有显著差异;冻融失水率以基因型Pina-D1a/Pinb-D1b最低,表明Pina-D1a/Pinb-D1b基因型冻融稳定性最好,可能较适宜冷冻食品的制作;对于抗性淀粉,Pina-D1a/Pinb-D1b基因型的抗性淀粉含量最高、Pina-D1a/Pinb-D1d最低,表明Pina-D1a/Pinb-D1b基因型有助于籽粒中抗性淀粉含量的提高。     

小麦品质性状的遗传及选择方法研究

研究了6个小麦亲本材料和它们的15个杂交组合F2代籽粒品质性状的遗传特点, 探讨了育种早代品质选择方法. 结果表明, 籽粒硬度、蛋白质含量、湿面筋含量、沉淀值的遗传均符合加性-显性模型; 沉淀值增效基因为显性, 硬度增效基因为隐性, 蛋白质含量、湿面筋含量可能具有双向显性. 利用硬度、蛋白质含量和沉淀值共同构造选择指数     

Pina~m-Pinb~m-Gsp~m串联三基因表达载体的构建及其在普通小麦中的转化

籽粒硬度是小麦品质改良的重要目标性状之一,主要由5D短臂上的Hardness(Ha)位点的两个主效基因,即Puroindoline a(Pina-D1)和Puroindoline b(Pinb-D1)控制,同时受基因Grain Softness Protein-1(Gsp-1)的影响。本研究以一粒小麦(T.monococcum)DV92作为Pinam、Pinbm和Gspm基因的供体,将三基因各自完整的表达盒串联连接到载体pGEM-TEasy上,构建Pinam-Pinbm-Gspm三基因串联的表达载体。利用基因枪介导的转化方法转化普通小麦科农199幼胚,共轰击5608个小麦幼胚愈伤,经Biolaphos(化学除草剂)筛选,获得933株再生植株,经PCR检测,鉴定出11株阳性植株,有关转基因小麦的籽粒硬度还需进一步实验验证;本实验实现了串联三基因在普通小麦中的遗传转化,为利用基因枪介导的遗传转化方法改善小麦籽粒硬度提供了可行性。     

小麦籽粒质地与化学组成关系的研究

小麦籽粒的角质率与硬度是两个描述种子质地的概念.二者相互联系,而又不完全相同.籽粒质地主要是由化学组分决定的,特别是支,直链淀粉的比例.同一品种内籽粒质地的差异也主要是由化学组分差异造成的.各种籽粒化学成分的比例.较其含量对质地的影响大.