小麦高分子量谷蛋白亚基缺失品质效应研究进展

高分子量谷蛋白亚基（high-molecular-weight glutenin subunits,HMW-GS）是小麦籽粒贮藏蛋白的重要组成成分,其数量和质量与品质密切相关。聚合优质HMW-GS可改良强筋小麦制品面包品质,相反HMW-GS缺失可能在弱筋小麦制品饼干、糕点或其他特色食品品质改良上具有重要应用价值。本文从小麦HMW-GS缺失的类型和机制、贮藏蛋白组分和蛋白体发育、面粉和面团品质效应以及食品加工品质改良等方面进行了综述,分析了当前小麦HMW-GS缺失研究利用中存在的问题,并对未来研究方向进行了展望。     

簇毛麦HMW-GS基因的位点特异PCR(AS-PCR)标记及其多态性

簇毛麦含有丰富的HMW-GS基因变异.本研究旨在建立簇毛麦HMW-GS基因的位点特异PCR(AS-PCR)标记,并对18个居群簇毛麦HMW-GS基因遗传多样性进行系统评价,为开发和利用簇毛麦HMW-GS改良普通小麦品质奠定基础.根据先前克隆的3个簇毛麦HMW-GS基因序列(1Va、1Vb和1Vc)和已发表的普通小麦HM...     

4套强筋小麦HMW-GS多重PCR体系的构建

小麦高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)组成与其加工品质密切相关,建立其相关简便有效的遴选体系对小麦品质评价和优质品种选育具有重要意义.本研究选用对小麦品质有重要影响的HMW-GS基因的特异性分子标记,基于26份已知HMW-GS组成的小麦品种(系)检测验证基础上,建立强筋小麦HMW-GS基因的多重PCR检测体系.已建立...     

利用SDS-PAGE和AS-PCR标记鉴定簇毛麦HMW-GS基因

本研究通过SDS-PAGE和AS-PCR标记对簇毛麦HMW-GS进行鉴定,对于快速鉴别导入到普通小麦中的簇毛麦HMW-GS和改良普通小麦品质具有重要意义。利用SDS-PAGE对中国春、钱尼、簇毛麦、6个中国春-簇毛麦二体附加系、普通小麦-簇毛麦3V异代换系进行HMW-GS组成分析,进一步确定簇毛麦HMW-GS基因位于1V染色体。根据已发表的普通小麦HMW-GS基因序列同源性比较结果,设计了3对分别扩增普通小麦x-型亚基基因、y-型亚基基因以及所有HMW-GS基因的特异引物。经过对簇毛麦HMW-GS基因进行扩增发现,这3个AS-PCR标记都能很好地鉴别簇毛麦HMW-GS编码基因,并从分子水平上把簇毛麦HMW-GS基因定位于簇毛麦1V染色体上。     

小麦高分子量谷蛋白亚基研究进展

主要介绍了HMW-GS与小麦烘烤品质的关系及电泳技术、免疫化学技术和分子标记技术在HMW-GS研究中的应用,综述了国内外在HMW-GS研究中应用的各种材料及优缺点,同时论述了HMW-GS研究在小麦育种中的应用,提出对HMW-GS进行定量分析及各HMW-GS质和量对品质的影响进行进一步研究的可行性     

中国小麦育种进展与展望

近10年我国小麦育种研究在3个方面取得新进展：育成一批高产优质多抗新品种,周8425B、鲁麦14和普通小麦-簇毛麦6VS/6AL易位系在全国小麦育种中发挥了重要作用,育种技术研究也取得重要进展。但育种工作也存在4个主要问题。从育种角度评述分子标记辅助育种中连锁标记和功能标记的研究现状和存在的主要问题,并提出今后的重点领域。概括小麦品质研究中与育种密切相关的实用技术和方法,即面包、面条和饼干品质育种中的品质评价方法和选择指标,建议今后加强5个方面的工作。对未来小麦育种4个重要问题做了分析,提出国内进一步加强高产潜力研究的初步设想,建议加大持久抗性的研究力度,重视抗旱、抗热及适应性等与气候变化相关性状的研究,还分析了种业商业化等问题。     

节节麦HWM-GS D~tx5与普通小麦HWM-GS Dx5亚基的AS-PCR鉴别

高分子量谷蛋白(HMW-GS)是小麦的重要储藏蛋白之一,决定小麦烘烤品质,其中HMW-GS Glu-D1位点与面包烘烤品质的关系最为密切。人工合成小麦(synthetic hexaploid wheat,SHW)继承了节节麦D基因组丰富的遗传变异,是高效利用野生祖先种优良基因的重要桥梁资源;近年来随着人工合成小麦在小麦遗传育种中的不断应用,来自节节麦类群的大量高分子量谷蛋白亚基类型越来越多的涌向普通小麦。而传统SDS-PAGE无法区分节节麦HMW-GS Dtx5和普通小麦Dx5亚基,鉴于此本研究利用节节麦HMW-GS Dtx5亚基和普通小麦HMW-GS Dx5亚基DNA序列之间存在的几个SNPs差异开发出等位特异PCR(allele specific polymerase chain reaction,AS-PCR)引物,通过PCR方法来区分两种不同来源的5亚基。结果显示,所设计出的两对引物都能够扩增出清晰稳定的目标条带,并且两对引物的扩增结果一致,含HMW-GS Dx5亚基的表现为阳性带,含节节麦来源的Dtx5亚基表现为阴性;同源性分析表明Dtx5亚基与Dx2亚基氨基酸序列的同源性要高于Dtx5与Dx5之间的同源性。     

小麦籽粒蛋白质组分含量及其加工品质的关系

应用反相高效液相色谱(RP-HPLC)法,对12个小麦品种籽粒的清蛋白＋球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白,高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)、低分子量谷蛋白亚基(LMW-GS)进行了分离量化,并根据谷蛋白含量、贮藏蛋白含量及面团稳定时间3个指标对其聚类分析。结果表明,不同小麦品种蛋白质各组分含量存在差异,其中贮藏蛋白的含量是决定蛋白质总含量的主要因素。HMW-GS含量、LMW-GS含量、谷蛋白总含量均与面团形成时间、稳定时间及沉降值呈极显著正相关;HMW-GS含量与LMW-GS含量的比值(HMW/LMW)与面团形成时间和稳定时间呈极显著正相关;醇溶蛋白含量与谷蛋白含量的比值(Gli/Glu)与面团稳定时间呈显著负相关,醇溶蛋白含量与HMW-GS含量的比值(Gli/HMW-GS)与面团形成时间和稳定时间均呈极显著负相关。籽粒中具有较高的贮藏蛋白含量、HMW-GS含量、LMW-GS含量和HMW/LMW及较低的Gli/Glu有利于提高强筋小麦的加工品质。     

小麦籽粒蛋白质组分含量及其加工品质的关系

应用反相高效液相色谱(RP-HPLC)法,对12个小麦品种籽粒的清蛋白＋球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白,高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)、低分子量谷蛋白亚基(LMW-GS)进行了分离量化,并根据谷蛋白含量、贮藏蛋白含量及面团稳定时间3个指标对其聚类分析。结果表明,不同小麦品种蛋白质各组分含量存在差异,其中贮藏蛋白的含量是决定蛋白质总含量的主要因素。HMW-GS含量、LMW-GS含量、谷蛋白总含量均与面团形成时间、稳定时间及沉降值呈极显著正相关;HMW-GS含量与LMW-GS含量的比值(HMW/LMW)与面团形成时间和稳定时间呈极显著正相关;醇溶蛋白含量与谷蛋白含量的比值(Gli/Glu)与面团稳定时间呈显著负相关,醇溶蛋白含量与HMW-GS含量的比值(Gli/HMW-GS)与面团形成时间和稳定时间均呈极显著负相关。籽粒中具有较高的贮藏蛋白含量、HMW-GS含量、LMW-GS含量和HMW/LMW及较低的Gli/Glu有利于提高强筋小麦的加工品质。     

相同HMW-GS组分春小麦谷蛋白大聚合体研究

高分子量麦谷蛋白亚基（HMW-GS）组成与小麦品质密切相关。其中Glu-ID5＋10已作为重要,选择标记应用于优质育种。但实践表明,虽然有些品种（系）的HMW-GS评分很高,但品质类型并不理想。而且有的相差很大。因此,为了探讨在优质亚基（1Dx5＋1Dy10）存在条件下小麦品质差异形成的原因．选用了4个HMW-GS组成相同的强筋小麦,在相同的HMW-GS遗传背景下,结合不同的施肥水平,对麦谷蛋白大聚合体含量进行了分析。结果表明,在低肥和中肥条件下,龙辐970189的GMP含量表现最高．龙麦26次之。龙辐98N2或龙-4081为最低。在高肥条件下为：龙麦26〉龙辐970189〉龙-4081〉龙辐98N2。而且4个品种（系）的GMP／蛋白质比值也存在显著差异。综合研究表明,龙麦26和龙辐970189的GMP含量及其与蛋白质的比值更大。这与黑龙江省多年生产结果相一致,即龙麦26和龙辐970189的品质表现更为突出。     

半粒法综合鉴定小麦高分子量谷蛋白亚基研究

高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)是决定小麦食品加工品质的重要因素。为了快速而全面地鉴定小麦品种或杂交后代的高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS),本研究以宁春4号、扬麦19号和宁春4号×扬麦19号F2分离群体种子为研究对象,采用半粒法进行综合鉴定。即先从小麦胚端1/3~1/2处切除种子胚乳提取DNA,用分子标记快速筛选出含5+10亚基的籽粒,再从这些籽粒提取的DNA残留物中提取蛋白质,采用SDS-PAGE电泳法从总体上确定其HMW-GS的组合,从中筛选出含1,17+18,5+10亚基的籽粒。结果表明,在96粒F2分离群体种子中,有31粒种子被PCR鉴定为5+10纯合亚基,再经SDS-PAGE电泳鉴定,确定有14粒含1,17+18,5+10优质亚基,其中4粒种子的亚基组合为1,17+18,5+10。与之前的研究相比,半粒法能充分利用实验样品,快速筛选到含有优质亚基组合的籽粒,有助于优质小麦育种。     

小麦高分子量麦谷蛋白亚基组成和检测研究进展

小麦高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)组成与面包品质密切相关。为了从目前经常使用的一些HMW-GS检测方法中选择满足试验要求的最佳方法,笔者总结了HMW-GS组成,以及利用十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE),反相高效液相色谱(RP-HPLC)和聚合酶链式反应(PCR)三种方法检测小麦HMW-GS组成的应用和研究进展,讨论了3种方法检测小麦HMW-GS组成的优缺点,指出常规育种材料或栽培小麦品种优先选择SDS-PAGE和PCR方法检测小麦中的HMW-GS,这两种方法适合对材料中亚基组成进行检测;而含有远缘遗传物质的小麦或近缘种属结合双向电泳或RP-HPLC方法检测HMW-GS,这两种方法适合发现新的亚基类型或对分子量接近的亚基进行检测。最后展望了SDS-PAGE和PCR方法在小麦分子标记辅助育种中应用前景。     

小麦HMW-GS含量与加工品质的关系

为研究小麦亚基含量对小麦面粉加工品质的影响,选用12个相同HMW-GS组合(1/7+9/2+12)的小麦品种进行了亚基含量测定及其与加工品质的相关性分析。结果表明,12份小麦品种的谷蛋白亚基总量、HMW-GS含量及1Bx7亚基的含量在品种间存在明显差异,其中HMW-GS含量和1Bx7亚基含量变异幅度较大,HMW-GS含量平均值为19.83%,变幅为15.24%~35.06%,变异系数为29.6%;1Bx7亚基含量平均值为5.91%,变幅为4.32%~12.04%,变异系数为37.3%。谷蛋白亚基总量、HMW-GS含量和1Bx7亚基含量与粗蛋白含量、沉降值、形成时间、稳定时间和评价值均呈显著或极显著正相关,其中1Bx7亚基含量相关性最高,相关系数分别为0.68、0.94、0.87、0.84和0.90。子粒中较高的HMW-GS含量和1Bx7亚基含量有利于改善小麦加工品质,在今后小麦育种中应多加以利用。     

普通小麦HMW-GS Dx5与Dx2亚基共显性标记

高分子量麦谷蛋白是决定小麦烘烤品质的重要蛋白组分,其中Glu-D1基因座(Locus)与小麦的烘烤品质关系最为密切,该座位的亚基类型中,Dx5亚基的面团弹性要大于Dx2亚基。本研究根据Dx5亚基和Dx2亚基DNA序列的中间重复区重复单元数目的不同,开发出用于鉴别两种不同亚基类型的共显性标记,并利用该标记对含有Dx2亚基的川麦38与具有Dx5亚基的川麦42杂交F1植株、F2群体进行PCR分析。研究结果显示电泳条带清晰,片段大小符合期望值,F2群体检测统计结果符合孟德尔定律。研究结果表明该共显性标记能够用于早期分子辅助选择育种。     

小麦重要品质性状与选择

在我国小麦育种领域,优质为育种目标之一,但因高产在育种中一直享有绝对重要的统治地位,品质育种乃是薄弱环节。随着商品生产的上目益发达和人民生活水平的不断提高,小麦品质已为国人所广泛关注,小麦界也投入愈来愈多的力量展开品质研究.可以说小麦生产优质化势在必行,优质育种顺乎民情和国情。     

淀粉颗粒类型及其比例在小麦品质特性形成与改良中的作用

小麦面粉主要由蛋白质和淀粉组成,面筋蛋白尤其是高分子量麦谷蛋白亚基是影响面团品质的关键因素并受到育种家的广泛关注,而淀粉的组分及其理化特性对面团品质的贡献往往被育种家忽视。小麦淀粉粒度呈双峰分布,根据颗粒大小分为直径大于10μm的A型淀粉颗粒和直径小于等于10μm的B型淀粉颗粒,不同类型淀粉颗粒的理化特性存在差异,因此淀粉的粒度分布会影响小麦总淀粉的理化特性、面筋蛋白的网络结构、面筋与淀粉的相互作用,进而影响面团的流变学特性和加工特性。本文从淀粉粒度分布的角度出发,综述A型和B型淀粉颗粒的发育和调控机制、理化特性以及对品质和产量的贡献并提出未来的强筋小麦品质改良策略,即在育种中重视淀粉特性的选择与提升,筛选B型淀粉颗粒比例高、面筋与淀粉相互作用强的种质并加以利用,旨在为优质强筋小麦新品种选育提供参考。     

Glu-B1位点亚基色谱鉴定及7OE对面团强度的影响

准确鉴定高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)及探讨其对面团特性的影响是小麦品质研究的重要内容。用聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)和反相高效液相色谱(RP-HPLC)对62份品种(系)的HMW-GS组成进行鉴定。结果表明,结合SDS-PAGE和RP-HPLC两种方法可以对Glu-B1位点,尤其是Glu-B1(7 8)进行有效鉴定。选用13份姊妹系为材料,使用RP-HPLC和凝胶色谱(SE-HPLC)方法,研究了Glu-B1al(7OE 8*)以及贮藏蛋白组分含量对面团强度的影响。结果表明,Glu-B1al(7OE 8*)可显著提高HWM-GS总量和面团强度,7OE可作为优质亚基用于强筋小麦育种。相关性分析表明,谷蛋白总量、HWM-GS、LMW-GS以及x-HMW含量与最大抗阻力呈1%显著正相关,相关系数分别为0.76、0.76、0.77和0.72。SDS-不溶性谷蛋白大聚体(UPP)占谷蛋白聚合体总量的百分比与揉面仪峰值时间、粉质仪形成时间和稳定时间以及最大抗阻呈1%或0.1%显著正相关,相关系数分别为0.77、0.90、0.89和0.87。醇溶蛋白与谷蛋白含量的比值与揉面仪峰值时间呈1%显著负相关,相关系数为-0.69;与粉质仪稳定时间和最大抗阻呈5%显著负相关,相关系数分别为-0.58和-0.64。HPLC可有效分离和量化HWM-GS,并作为小麦品质育种有效的辅助手段。     

冬小麦品种的HMW-GS组成和1BL/1RS易位分布及其与品质性状的关系研究

研究了我国代表性冬小麦品种(系)高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)以及1BL/1RS易位的分布和组成,探讨了其对揉面仪特性等小麦加工品质性状的影响,结果表明:在Glu-A1位点,我国小麦品种中1亚基的频率为64.0%,N亚基为32.5%,2*亚基频率低,为3.5%;在Glu-B1位点,7 9亚基占56.8%,7 8亚基为26.4%,14 15亚基为10.7%,而20,13 16,7亚基的材料极少(频率分别为3.6%,1.5%和1%);在Glu-D1位点,2 12和4 12亚基合计占63.0%,而5 10亚基的比例偏低,为37.0%.1BL/1RS易位系的比例仍然偏高,为50.8%.HMW-GS组成及1BL/1RS易位对小麦加工品质影响较大,其中5 10亚基对小麦绝大多数加工品质指标起正向作用,而1BL/1RS易位对大多数品质指标起负向作用.因此,我国小麦品种5 10亚基的频率仍然偏低,1BL/1RS易位系频率仍然偏高,可能正是目前我国小麦生产中优质品种面筋强度不够,品质稳定性差的原因所在.根据SDS-PAGE麦谷蛋白电泳结果或分子标记进行优质高、低分子量麦谷蛋白亚基选择,提高5 10等优质亚基的比例,并根据醇溶蛋白电泳结果进行1BL/1RS易位筛选,降低1BL/1RS频率,应成为今后我国优质小麦育种的重要目标和手段之一.     

冬小麦F2代主要品质性状和产量性状的杂种优势及其相关性

本文对小麦F2代主要品质性状及产量性状杂种优势方面的研究进展作了初步概述,指出了通过利用小麦杂种F2代优势提高产量的同时改良品质是可行的,但关于研究小麦杂种F2代面团流变学特性、α-淀粉酶活性的报道较少,有待进一步研究。今后我国小麦育种应以加工品质为主要目标,充分利用小麦杂种F2代优势。     

小麦远缘杂交后代节燕98-2分离类型贮藏蛋白的研究

采用A-PAGE和SDS-PAGE聚丙烯酰胺凝胶电泳方法,对远缘组合分离出来的节燕98-2类型入选11个遗传性基本稳定的具有高产、多抗的小麦株系的醇溶蛋白和高分子量谷蛋白亚基进行了分析.结果表明,在A-PAGE电泳分析中,11个供试株系具有11种不同的醇溶蛋白带型.在SDS-FAGE电泳分析中,出现了7种不同的高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)及6种亚基组合类型,优质亚基及亚基组合所占的比例较少,品质评分偏低,其变幅为5～8分,平均为6.36分.但在所分析的材料中,出现了一个少见的特殊亚基:2 10 12.并研究了这些HMW-GS和组合频率及特点.11个株系中7个具有45 10优质亚基和2个具有2*亚基,它们可供小麦优质育种利用.研究表明,通过远缘杂交能够选育出具有高产、抗病和优质的小麦新材料.