江苏省小麦品种的谷蛋白亚基组成分析

为了解江苏省小麦品种的谷蛋白亚基组成现状,为品质育种提供理论指导,选用77份来自江苏省淮南和淮北主要小麦育种单位的育成品种或高代品系,利用聚丙烯酰胺凝胶电泳法(SDS-PAGE)对Glu-1和Glu-3位点进行了鉴定。结果表明,参试品种(系)Glu-1和Glu-3位点的高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)和低分子量麦谷蛋白亚基(LMW-GS)变异丰富。共检测到12个HMW-GS等位变异,其中Glu-A1位点有3个,Glu-B1位点有5个,Glu-D1位点有4个。LMW-GS的Glu-A3和Glu-B3位点则分别检测到5个和6个等位变异。淮北小麦的HMW-GS多态性高于淮南小麦。Glu-1和Glu-3位点等位变异的分布频率差异较大,且淮北和淮南表现不同,优质亚基比例较低。Glu-1位点主要亚基类型为0(46.8%)、1(49.4%)、7+8(63.6%)和2+12(63.6%),Glu-A3位点主要亚基类型为a(23.4%)、c(57.1%)和d(15.6%),Glu-B3位点主要亚基类型为b(22.1%)、f(49.4%)和j(1B/1R易位)(16.9%)。淮北小麦的高分子量谷蛋白优质亚基及亚基组合较少,Glu-B3j分布频率高(54.5%),亚基质量有待提高;淮南小麦的优质亚基及组成亦较少,需根据中筋和弱筋小麦育种目标并结合蛋白质含量和亚基选择进行改良。     

相同HMW-GS组合小麦品种主要品质指标分析

为研究具有相同HMW-GS组合小麦品种的品质差异情况,本研究利用山东农业大学品质育种实验室保存的种质资源和黄淮冬麦区新育成的小麦品种(系)230份,用SDS-PAGE电泳分析材料的亚基类型并筛选鉴定具有相同HMW-GS组合的小麦品种。结果表明:①在Glu-A1位点具有3种亚基类型(N、1、2*);Glu-B1位点具有5种亚基类型(6+8、7+8、7+9、14+15、17+18);Glu-D1位点具有2种亚基类型(2+12、5+10)。并筛选鉴定出具有相同HMW-GS(1、7+9、2+12)组合的小麦品种(系)12份。②对具有相同HMW-GS的小麦品种(系)进行了主要品质指标测定,其粗蛋白含量、湿面筋含量和吸水率变异较小,变异系数分别为4.5%、7.5%和4.4%;沉淀值、形成时间、稳定时间变异均较大,其中稳定时间变异最大,平均为3.7 min,变幅为1.6~15.1 min,变异系数为99.8%,由此表明,相同HMW-GS组合小麦品种(系)间主要品质指标存在较大差异,这为进一步研究HMW-GS对小麦品质的影响和小麦品质育种提供了参考。     

国外小麦品种资源HMW-GS组成分析

以11份国外小麦品种资源为材料,利用聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)技术,对小麦材料高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)的组成、Glu-1位点变异类型及亚基出现的频率进行检测分析。结果表明,小麦品种的Glu-A1位点编码的HMW-GS有2种类型,即2*和Null;Glu-B1位点编码的HMW-GS有4种类型,即7+9,6+8,7+18和6.8+20y;Glu-D1位点编码的HMW-GS有6种类型,即4+12,2+6.5,2+10,2+9,6.5和6+13。其中,Glu-A1位点上的2*亚基、Glu-B1位点上的6+8亚基、Glu-D1位点上的4+12亚基出现频率最高。     

我国部分优质小麦高分子量谷蛋白亚基组成分析

利用SDS-PAGE方法对我国49份优质小麦的高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)进行了分析,共检测到13种亚基和16种亚基组合。结果表明:高分子量谷蛋白(Glu)变异较为丰富,Glu-A1位点有3个等位变异类型,Glu-B1有6个等位变异类型,Glu-D1有4个等位变异类型,而且还发现一些稀有亚基13 16。优质亚基5 10、2~*亚基在供试品种中的比例较高。供试品种HMW-GS品质得分为5～10分,平均为8.04分,表明在我国小麦育种中已注重加强优质谷蛋白亲本材料的引进和利用。     

新疆春小麦新品种(系)高分子量麦谷蛋白优质亚基分析

【目的】 研究新疆春小麦及CIMMYT引进材料的HMW-GS组成差异,为新疆春小麦杂交选配提供依据。【方法】 采用SDS-PAGE电泳技术。分析新疆春小麦192份材料中的HMW-GS的组成及分布频率。【结果】 供试材料中共检测出13种HMW-GS等位变异,Glu-A1位点等位变异Null亚基频率最高(64.06%),其次为1亚基(21.35%)和2^*亚基(14.58%)。Glu-B1 位点等位变异类型表现最丰富,其亚基频率高低顺序为7+8(39.58%)>7(17.19%)>7+9(13.54%)>17+18(11.46%)>22(9.38%)>13+16(7.29%)>6+8(1.04%)>14+15(0.52%);其中 7+8、17+18、14+15 和 13+16 亚基为优质亚基,频率为58.85%。Glu-D1 位点检测2+12(49.48%)和5+10(50.52%)频率较为接近。在Glu-A1、Glu-B1和Glu-D1位点的优质亚基比例均表现为新疆春小麦品种(系)>引进CIMMYT材料。【结论】 全部HMW-GS共形成32种亚基组合,品质评分平均分为7.04分,其中新疆春小麦近年育成的新品种(系)表现出品质评分较高平均分为8.12分,明显高于引进CIMMYT材料品质评分平均为6.09分。评分为10分的材料有25个,评分在8分以上的有90份材料。     

黄淮地区小麦品系(种)HMW-GS组成和品质分析

为了解近几年黄淮地区小麦品系(种)品质,选取了21个近几年参加黄淮地区小麦区试品系(种)进行高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)组成分析。结果表明,21个参加小麦区试的品种中共检测出8种HMW-GS,其中,Glu-A1位点上有2种亚基类型,亚基1占52.38%,亚基Null占47.62%;Glu-B1位点出现4种亚基类型,以亚基7+9(57.14%)为主;Glu-D1位点出现2种亚基类型,即亚基5+10(57.14%)和亚基2+12(42.86%)。品质性状分析结果表明,21个小麦品系(种)的蛋白质含量介于12.05%～16.62%,湿面筋含量介于27.84%～38.86%,沉淀值介于20.84～43.87 m L。     

抗白粉病小偃麦衍生品系高分子量麦谷蛋白亚基分析

采用聚丙烯酰胺电泳技术(SDS-PAGE)分析了64个抗白粉病八倍体小偃麦衍生品系的高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)组成。结果表明,在供试材料中亚基组成类型极其丰富。在Glu-A1,Glu-B1和Glu-D1这3个位点上分别检测到3,5,2种不同的亚基组成类型。其中,在Glu-A1位点上大多数品种都具有null亚基,占该位点亚基的90%;在Glu-B1位点上的变异类型最丰富,7+8亚基出现频率最高,为50%;在Glu-D1位点上,劣质亚基2+12出现的频率最高,为78%,被世界公认的优质亚基5+10出现的频率为22%。这些抗白粉病小麦种质可为育种工作者提供优点突出而无突出缺点的亲本。     

江苏淮北地区小麦品种资源高分子量谷蛋白亚基的组成分析

利用SDS-PAGE电泳技术,对106份江苏淮北地区近年来所选育的小麦品种(系)进行高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)的组成分析。结果表明,供试品种(系)中共出现了11种亚基和17种亚基组合类型。在Glu-A1位点,有2种亚基类型,以1亚基为主,为67%;Glu-B1位点有5种亚基类型,以7+8亚基为主,占47.2%;Glu-D1位点有5种亚基类型,以5+10亚基为主,为59.5%。最为常见的亚基组合类型为(1,7+8,5+10),其频率为29.2%。供试小麦材料的得分在4~10分之间,平均为8.04分。其中得10分的亚基组合类型有3种,为(1,7+8,5+10)、(1,14+15,5+10)和(1,17+18,5+10),占供试小麦材料的33.0%。     

河北省小麦品种高分子量谷蛋白亚基组成分析

高分子量麦谷蛋白(HMW-GS)亚基组成是决定小麦加工品质的重要蛋白组分,对小麦品质具有重要影响。本研究利用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)方法分析了148份河北省小麦品种的高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)组成及其历史变化。结果表明:在148份小麦品种中共检测到16种HMW-GS亚基和43种亚基组合。在Glu-A1位点,有3种亚基类型,以null和1亚基为主;Glu-B1位点有7种亚基类型,以"7+9"和"7+8"亚基为主;Glu-D1位点有6种亚基类型,以"2+12"亚基类型为主。在43种亚基组合中,以"null、7+9、2+12"组合为主,其他亚基组合尤其是与品质有关的亚基组合相对较少。从河北省小麦品种HMW-GS的历史演变来看,优质蛋白亚基及其组合虽然近年来有所提高,但仍需进一步加强。     

部分小麦品种(系)遗传多样性分析及Dx5类似亚基鉴定

使用SDS-PAGE方法结合分子标记技术,分析了59个有代表性的河南省小麦主栽品种(系)及部分稳定遗传的诱变后代材料的HMW-GS组成及其等位变异。参试材料中共有12种HMW-GS亚基类型,Glu-A1位点上有3种,其中1亚基为主要类型(占57.63%);Glu-B1位点上共有4种类型,以7+9为主要亚基类型(占67.80%);Glu-D1位点上有5种亚基组合,其中2+12为主要类型(占52.54%)。59份小麦材料的亚基组合类型共有19种,其中组合为Null、2+12、7+9的样品11份(占18.64%),比例最高;在参试材料中,仅有4个材料检测出优质亚基组合类型(1,7+8,5+10);此外,从SDS-PAGE电泳图谱上发现有16个材料含有与1Dx5非常近似的亚基(以1Dx5*表示),使用引物Dx*对上述材料进行扩增,均可获得约476 bp的电泳条带,其序列信息与HMW-Dtx2基因、HMWDtx5基因相同,与1Dx5'基因编码区相同,与1Dx5基因99%相似。     

野生二粒小麦高分子量谷蛋白亚基组成的研究

对来自以色列的78份野生二粒小麦进行SDS-PAGE检测,发现其高分子谷蛋白亚基具有较高的遗传多样性。在Glu-A1和Glu-B1 2个位点共有22种可确定的亚基变异类型。其中,A位点上的亚基12、*和B位点上的亚基7+8、13+16与17+18为优质亚基(出现频率分别为7.69%、8.97%和5.13%)。同时,出现了在普通小麦中不表达的1Ay亚基和许多普通小麦所稀有或缺乏的特异亚基类型,如1*7、*+8*7、*+9、7+8*、7+9*、17+18等,而且在12份材料中出现了7种未命名的新亚基类型。     

小偃麦渗入系F_2分离群体HMW-GS遗传分析

为了解小偃麦渗入系后代分离群体中高分子量麦谷蛋白的遗传规律,采用SDS-PAGE法分析了小偃麦渗入系CH03W006与普通小麦品种台长29杂交F2分离群体140个单株的高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)组成和遗传多样性。结果表明,2个亲本Glu-1位点不同亚基间不存在连锁关系;F2分离群体中HMW-GS遗传变异丰富,共出现19种HMW-GS组合类型,在Glu-A1,Glu-B1,Glu-D1位点上分别检测到3,10,4种不同的亚基类型,3个位点分别含有2*,7+8/13+16/17+18,5+10/5+12等丰富的优质亚基;聚类分析结果表明,F2分离群体与父本CH03W006聚为一类的HMW-GS类型最多,表明通过远缘杂交创造的新材料遗传基础丰富,且其后代群体HMW-GS的遗传存在偏父现象(Patroclinal Inheritance)。     

法国小麦种质高分子量麦谷蛋白亚基组成分析

为了解从法国引进的小麦种质的高分子量麦谷蛋白亚基（HMW-GS）组成,给小麦亲本选配提供参考依据,利用SDS-PAGE电泳对从法国引进的118份小麦种质进行了HMW-GS组成分析。结果表明,法国小麦种质材料在Glu-A1位点具有Null、1和2^＊三种亚基类型;在Glu-B1位点具有五种亚基类型,7、6＋8、7＋8、7＋9和17＋18;在Glu-D1位点具有四种亚基类型,2＋12、3＋12、4＋12和5＋10,其中优质亚基5＋10的频率为62.7％。共检测到32种HMW-GS组成类型,出现较多的是“Null,6＋8,5＋10”、“Null,7,5＋10”、“Null,17＋18,5＋10”和“Null,17＋18,2＋12”这四种组合类型,频率分别为11.0％、13.6％、11.9％和8.5％。法国小麦种质大多含有优质亚基,可作为亲本材料用于我国小麦的品质改良。     

小麦地方品种半截芒Glu-B1位点HMW-GS基因的克隆及序列分析

高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)与小麦的品质特性紧密相关,挖掘小麦中HMW-GS新基因,对小麦品质改良具有重要意义。以小麦地方品种半截芒为材料,利用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDSPAGE)分析其HMW-GS组成,并设计特异性引物,利用PCR技术克隆其Glu-B1位点x型和y型亚基基因。序列分析表明,2个基因具有完整编码框,长度分别为2 367bp和2 106bp(GenBank登录号分别为KJ579439和KJ579440),编码789个氨基酸和702个氨基酸的蛋白,被命名为1Bx14*和1By15*。同源性搜索结果显示2条氨基酸序列与典型的HMW-GS有较高的同源性,且与普通小麦亚基1Bx14和1By15的同源性均为95%。系统进化树分析表明,1Bx14*和1By15*分别与1Bx14和1By15的遗传距离较近,聚类到同一分支上。     

Study on the Quality of NILs of Wheat cv. Longfumai 3 Possessing HMW-GS Null and 1 Subunits

To determine the genetic differences between high molecular weigh glutenin subunits （HMW-GS） null and 1. HMW-GS 1 was introduced into Longfumai 3 （N, 7＋8, 5＋10） by 5 consecutive backcrosses with biochemical marker assisted selection. The near isogenic lines （NILs） of HMW-GS null and 1 were obtained and planted in the experimental field of Crop Breeding Institute of Heilongjiang Academy of Agricultural Science in 2004 and 2005. The field experiments were designed using the method of two-line contrast arrangement with four replicates. The result of two years experiment showed that the statistic differences of quality parameters between Longfumai 3 with subunit 1 and with null were not significant in flour protein content, dry gluten content, and water absorption. However the gluten index,＇ Zeleny sedimentation, the ratio of sedimentation/dry gluten, the development time, stability, and the breakdown time in the NIL with 1 subunit were increased by 5.8% （P〈0.01）, 9.3% （P〈0.01）, 8.6% （P=0.01）, 127.3% （P〈0.01）, 79.2% （P〈0.01）, and 53.6% （P〈0.01）, and the ratio of wet gluten/dry gluten and the degree of softening were decreased by 1.7% （P = 0.05） and 16.5% （P = 0.13）, respectively. The impact of the HMW-GS 1 on the gluten strength was highly positive in NILs containing HMW-GS 5 ＋ 10, suggesting that HMW-GS 1 can be an indispensable subunit for breeding strong gluten wheat.     

馒头评分指标的小麦高分子量麦谷蛋白亚基评分系统研究

针对现有高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)评分系统的局限性,选用100个春小麦品种,测定了其HMW-GS以及馒头比容得分、外观、色泽、结构、弹韧性、粘牙性、气味、总评分等8项馒头评分指标,并通过数量化理论及统计学鉴评方法,研究了HMW-GS与馒头评分指标的关系,得到了8个多元回归方程,决定系数均在0.95以上,能准确预测8个馒头评分指标,建立了针对不同馒头评分指标的HMW-GS评分系统。总体来看,1亚基、2*亚基、7亚基、5 10亚基和10亚基可普遍提高馒头评分指标,属于优质亚基,其中,5 10亚基可有效改善馒头品质,10亚基有利于改善馒头外观,但使馒头结构变劣,1亚基能有效改善馒头色泽,7亚基可改善馒头粘牙性。N、2 10、2 11、2 12和17 18亚基对馒头评分指标贡献普遍较小,属于劣质亚基。     

黄淮麦区部分小麦新品系高分子量谷蛋白亚基的组成研究

为了解黄淮麦区小麦品种的高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)组成情况及优质亚基分布特点,利用SDS-PAGE电泳技术对39份2005-2006年度参加黄淮麦区区域试验小麦新品系的高分子量谷蛋白的亚基组成、亚基出现频率和品质得分进行研究。结果表明,参加试验的39份小麦新品系中出现了11种亚基和16种亚基组合类型,其中优质亚基2*、14 15和5 10出现频率分别为2.6%、7.7%和17.9%,亚基组合"1,7 8,2 12"和"N,7 8,2 12"为常见类型,其频率分别为20.5%和15.4%。参试的39份小麦品系的G lu-1品质得分在5~10分之间,平均品质得分为7.5,品质水平有所提高;具有较高品质得分亚基组合类型"1/2*,14 15,5 10"以及"1/2*,13 16,5 10"的品系没有出现,但出现了几种新的亚基组合类型,如"1,13 16,3 12"等。说明这些材料亚基组合类型存在一定的变异。在小麦品质育种上,应当注重优质亚基聚合,这对小麦品质改良具有重要作用。     

中国小麦品种品质评价体系建立与分子改良技术研究

中国小麦品种品质评价体系建立与分子改良技术研究主要进展包括4个方面，（1）从食品品质-性状-蛋白质-DNA四个层次对中国230份小麦品种的6类49个品质性状进行深入系统研究，建立了中国小麦品种品质评价体系；建立了中国面条标准化实验制作与评价方法，明确了选种指标，建立并验证其分子标记选择体系，还优化并完善面包、北方馒头和饼干的评价方法与选种指标；（2）创立高分子量谷蛋白亚基酸性毛细管电泳（A-CE）与高低分子量谷蛋白亚基质谱（MS）鉴定方法；发现了与面筋强度直接相关的水溶性蛋白WS-6；改进SDS-PAGE方法，明确了面包和面条对亚基组成的要求。筛选出Glu-B1和Glu-D3位点8个亚基的STS标记，明确了Glu-D3位点亚基与基因的关系；在小麦近缘种中鉴定了15个新亚基，丰富了品质改良的候选基因资源；（3）阐明了从农家种、历史改良品种到目前主栽品种的籽粒硬度演变规律和等位变异特点，发现7个新等位基因，修正硬度形成的分子理论；（4）制定全国小麦品质区划方案，为全国品质育种提供了3批亲本。为了更好推动中国小麦品质改良工作的发展，建议加强4个方面的工作。     

西藏半野生小麦高分子量麦谷蛋白亚基遗传多样性分析

利用SDS-PAGE技术对142份西藏半野生小麦的HMW-GS的组成进行了遗传多样性分析。结果表明,在供试材料中,Glu-1位点共有12种等位基因,Glu-A1位点的1(2.82%)和null(97.18%)亚基,Glu-B1位点的8(0.7%)、7+8(80.28%)、6+8(16.20%)、7+9(2.11%)、23+24(0.7%)亚基和Glu-D1位点的2+12(91.55%)、2+10(2.11%)、4+12(2.11%)、2+12*(1.41%)、2(2.82%)亚基;其中亚基null、7+8、2+12在各自的位点上出现频率最高,分别达到了97.18%、80.28%、91.55%;亚基组合共有12种,主要为null/7+8/2+12,频率高达73.24%。根据获得的HMW-GS谱带构建[1,0]矩阵,计算材料间的Nei-Li′遗传相似系数(GS),发现所有材料间GS值变化范围在0.40~0.66之间,平均值为0.53。在142份供试材料中,共发现12条相对迁移率不同的谱带,频率变异的范围为0.7%~97.18%,Glu-A1、Glu-B1、Glu-D1三个位点的多样性指数分别为0.128、0.632、0.404,平均值为0.388。