小麦高分子量麦谷蛋白亚基研究进展

高分子量麦谷蛋白亚基 (HMW -GS)对小麦品质有显著影响 ,1,2 ,5 +10 ,17+18,14 +15等亚基组合通常与较好的面包烘烤品质相关联 ,这些亚基赋予面团很好的弹性和韧性。一些优质亚基基因被标记和克隆并应用在育种中。小麦HMW -GS及其基因的研究为小麦品质的改良提供了理论根据。本文对高分子量麦谷蛋白亚基的结构与组成、对品质的影响、基因的分子标记与克隆及其在育种中的应用作了综述     

小麦高分子量麦谷蛋白亚基及其遗传学研究进展

高分子量麦谷蛋白亚基是麦谷蛋白的重要组分,对小麦籽粒品质有重要作用。高分子量麦谷蛋白亚基的结构、组成类型、遗传等与品质密切相关。广泛深入分析和研究小麦高分子量麦谷蛋白亚基的结构特点、遗传特性及其作用机制对于小麦品质改良有重大意义。本文从高分子量麦谷蛋白亚基分离鉴定、分子构象、基因定位、遗传表现、新技术应用等方面,综述了HMW-GS及其遗传学研究进展。     

小麦新品系高分子量麦谷蛋白亚基的组成研究

采用SDS-PAGE电泳方法鉴定和分析了199个春小麦高代品系的高分子量谷蛋白亚基( HMW-GS)组成与分布.结果表明,在Glu-A1、Glu-B1 和Glu-D1三个位点上共检测到10种不同的高分子量谷蛋白亚基及21种亚基组合类型,优质亚基5+10占的比例较高(60.30;),但含2*、7+8、5+10,1、7+8、5+10和1、17+18、5+10等优质亚基组合的比例较低(16.58;) .按照Payne等人的评分方法进行了评分, 199个春小麦高代品系的高分子量麦谷蛋白亚基Glu-1评分在3～10,平均为7.38分.     

小麦高分子量麦谷蛋白亚基研究现状分析

小麦高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)与小麦品质密切相关,尤其对面包烘烤品质有显著影响.目前,关于HMW-GS的一些优质亚基基因已被标记和克隆,并应用在育种中,从而为小麦品质的改良提供了理论根据.对HMW-GS的结构、分离方法、与小麦品质的关系、在育种中的应用及在我国的分布情况进行了综述,并对应用分子生物学技术和栽培农艺措施共同改善我国HMW-GS分布及含量的前景进行了展望.     

贵州主栽小麦品种高分子量麦谷蛋白亚基组成分析

采用SDS-PAGE技术对贵州省近50年来的50个主栽小麦品种的高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)组成进行了分析,并按照Payne等人的评分方法计算其Gau-1位点的品质得分。结果表明,贵州省主栽小麦品种的HMW-GS组成类型较丰富,共检测到12种亚基和16种亚基组合类型,其品质评分为5-10分,平均6．9分,其中自育品种的品质评分为5-8分,平均为6,3分,低于全国的平均水平,5 10优质亚基的出现频率为17．9％;引进品种的品质评分为5-10分,平均为7．7分,5 10优质亚基的出现频率为42．9％。在50个品种中,有14个含5 10优质亚基,7个含2．亚基,2个含17 18亚基,可供优质小麦育种利用。本文还对今后贵州省小麦品质育种的策略和方法作了探讨。     

小麦蛋白质品质的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以及蛋白质含量、湿面筋含量、干面筋含量、面筋指数和SDS沉淀值等5项小麦蛋白质品质，并通过数量化理论及统计学鉴评方法，研究了HMW-GS与小麦蛋白质品质的关系，得到了5个多元回归方程，决定系数均在0.96以上，能准确预测5个蛋白质品质，建立了针对不同小麦蛋白质品质的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亚基对小麦蛋白质品质有积极意义，属于优质亚基，但对于不同的蛋白质品质，亚基的作用不尽相同，10亚基有利于蛋白质数量的增加，5+10亚基有利于蛋白质质量的提高。     

小麦远缘杂交后代的高分子量麦谷蛋白亚基组成分析

以P7和郑州9023远缘杂交F2代株系为试材,用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(sodium do-decyl sulphate-polyacrylamide gel electrophoresis,SDS-PAGE)法鉴定分析了杂交后代的高分子量麦谷蛋白亚基(high-molecular-weight subunits of glutenin)组成。结果表明在Glu-A1,Glu-B1和Glu-D1三个位点上分别检测到2,5和2种亚基类型,3位点结合共出现10种组合类型。其中,在Glu-A1位点上出现了1和N亚基,1优质亚基出现的频率为37.5%;在Glu-B1位点上,7 8优质亚基和7 9亚基出现频率最高(均为31.3%);Glu-D1位点上出现了2 12亚基和被世界公认的优质亚基5 10,其中,5 10亚基出现频率高达68.8%。杂交后代中品质评分高达8分及以上的株系占3/8。     

高分子量麦谷蛋白亚基对小麦蛋白质品质特性的影响

为了明确高分子量麦谷蛋白亚基对小麦籽粒蛋白质品质特性的影响,以陕西关中和河南豫北农户大田种植的80份小麦品种为材料,分析不同小麦品种HMW-GS组成及其对籽粒蛋白质品质特性的影响。结果表明,不同位点及位点内单个亚基都对籽粒蛋白质品质特性有显著影响。3个不同位点对小麦籽粒蛋白质品质性状影响的大小顺序为Glu-D1>Glu-B1>Glu-A1。在Glu-A1位点内,1>Null;在Glu-B1位点内,14+15>7+8>7+9;在Glu-D1位点内,5+10>2+12>4+12。参试品种中亚基组合为1/7+8/5+10和Null/7+8/2+12的小麦品种蛋白质品质特性较好。     

青海小麦高分子量麦谷蛋白亚基遗传规律探讨

用十二烷基硫酸钠—聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS—PAGE)对16个不同杂交组合F1代的HMW-GS进行分析,结果表明:F1的高分子量麦谷蛋白亚基组合是双亲亚基的重新组合,且表现出很强的倾母性;F1的品质得分是双亲共同作用的结果,且母本的贡献更大。     

高分子量麦谷蛋白亚基基因1Bx14转化小麦

 【目的】利用基因枪将优质高分子量麦谷蛋白亚基基因1Bx14导入普通小麦栽培品种绵阳19,为利用优质基因进行小麦品质改良奠定基础。【方法】构建小麦优质高分子量麦谷蛋白亚基基因1Bx14的胚乳特异性植物表达载体,利用基因枪将其转入不含该亚基的小麦品种绵阳19幼胚愈伤组织中,经潮霉素抗性筛选、PCR检测后,阳性植株进行PCR-Southern和Southern杂交验证,利用SDS-PAGE分析目的基因在转基因后代籽粒中的表达。【结果】从转化的652块愈伤组织中共获得6株转基因阳性植株,转化效率0.92% 。转化后代种子分析表明,1Bx14在部分转基因后代种子中表达,但同时也导致部分内源高分子量麦谷蛋白亚基基因不同程度的沉默。【结论】本研究成功地将小麦高分子量麦谷蛋白亚基基因1Bx14导入普通小麦绵阳19中,并在部分后代种子中得到了表达。     

小麦RIL群体中籽粒淀粉性状的分离与主要淀粉性状的相关分析

【目的】了解小麦淀粉主要特性在RIL群体中的分离和分布规律及小麦淀粉主要性状间的相关关系。【方法】以普通小麦重组自交系群体为材料,研究小麦籽粒淀粉品质性状在后代群体中的分离和分布,同时对RIL群体后代家系的籽粒总淀粉、直链淀粉、支链淀粉含量,支/直比、膨胀势及RVA参数等12个性状进行了相关分析。【结果】籽粒淀粉品质特性在后代群体中表现为微效多基因控制的数量性状,表现为数量性状遗传,变异系数为6.43%～46.03%,变异大;淀粉主要性状间存在不同程度的相关。【结论】重组自交系群体遗传背景清楚,准确反映了小麦主要淀粉品质性状间的相关关系,可以对所研究的淀粉性状进行数量性状定位。     

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)。     

青海省审定的小麦品种高分子量麦谷蛋白亚基遗传多样性研究

[目的]高分子量麦谷蛋白亚基是决定小麦面粉加工品质的一个重要因子.研究青海省审定小麦品种谷蛋白亚基组成的演变过程,有助于加强青海小麦的品质育种工作.[方法]采用SDS-PAGE(sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis)技术对青海省推广的71个小麦品种高分子量麦谷蛋白亚基组成进行分析.[结果]71个小麦审定品种中出现了12个亚基类型,品质评价得分在4～10分,平均值为7.214分,评分为10分的材料有10个,占12.67;.[结论]研究发现近15 a青海省审定小麦品种的高分子量麦谷蛋白亚基组成有显著改良,主要是由于Glu-A1 和Glu-D1位点上的优质亚基频率显著提高所致,表明青海省小麦品质改良工作有新进展.但是,近15 a小麦品种在Glu-B1位点上的优质亚基频率有所降低.因此,下一步的小麦育种工作除了进一步加强Glu-A1 和Glu-D1位点的同时,需要强调Glu-B1位点优质亚基的选择.研究筛选出一些具有优质亚基组合的小麦品种,可作为改良青海小麦品质的基因资源.     

小麦品质性状在RIL群体中的分离分布规律及与Zeleny沉淀值的回归分析

利用小麦京771×Pm97034产生的重组自交系(recombinant inbred lines,RIL)群体,对Zeleny沉淀值、谷蛋白膨胀指数(swelling index of glutenin,SIG)、湿面筋含量、面筋指数、面粉膨胀势、碱性水保持力(alkline water retention capacity,AWRC)、籽粒硬度、蛋白质含量等8个品质性状在RIL群体中的分离和分布规律进行了研究.结果表明,这些品质性状在重组自交系群体中呈连续变异,分布频率大致接近正态分布,同时存在双向超亲分离现象.多元逐步回归分析表明:SIG值、面筋指数、蛋白质含量和籽粒硬度可以解释Zeleny沉淀值的77.7;的表型变异,其中SIG值与Zeleny沉淀值的关系最密切.     

HMW-GS基因的遗传转化与小麦品质改良

小麦高分子量谷蛋白亚基(HMW GS)的组成类型及相对含量与面筋的弹性和强度直接相关,决定面粉的烘烤品质。目前,应用转基因技术将HMW GS基因(主要为1Ax1、1Dx5和1Dy103个亚基基因)导入普通小麦,获得转基因株系。对转基因株系进行检测,发现导入的HMW GS基因在转化植株中均过量表达。对其品质进行测定表明,面团弹性、强度、稳定时间等多个品质性状都有所改善。我国小麦品种品质普遍较差,利用转基因技术提高优质亚基的表达数量,转入外源优质亚基,可能将是我国小麦,尤其是南方小麦品质遗传改良的有效途径之一。     

小麦高分子量谷蛋白亚基的遗传特性研究*

 利用聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)方法,在蛋白质水平上对多个亲本及其杂交获得的正反交F₁代杂交籽粒进行小麦高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)分析,研究其遗传规律。结果表明：小麦高分子量谷蛋白亚基具有品种特性,表达受遗传控制, 不受环境影响;小麦高分子量谷蛋白亚基在F₁代有些组合呈共显性,有些组合呈倾母性的遗传特性。     

小麦高分子量谷蛋白亚基的遗传特性研究

利用聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)方法,在蛋白质水平上对多个亲本及其杂交获得的正反交F1代杂交籽粒进行小麦高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)分析,研究其遗传规律.结果表明:小麦高分子量谷蛋白亚基具有品种特性,表达受遗传控制,不受环境影响;小麦高分子量谷蛋白业基在F1代有些组合呈共显性,有些组合呈倾母性的遗传特性.     

利用RIL-6群体研究HMW-GS对小麦品质指标的影响

【目的】小麦高分子量谷蛋白亚基（HMW-GS）与小麦品种的烘烤品质密切相关。利用重组自交系研究同一基因位点不同亚基和不同基因位点亚基组合对品质性状的作用，为小麦品质改良提供参考。【方法】以含190个株系的RIL-6（重组自交系）群体为材料，研究HMW-GS对小麦主要品质指标的影响。【结果】同一基因位点不同亚基在籽粒硬度、干面筋含量和蛋白质含量等3个性状上差异均没有达到显著水平；不同亚基组合对面团形成时间、面团稳定时间、断裂时间、和面时间、沉淀值、面筋指数、拉伸曲线面积、延伸度、最大拉伸阻力、8分钟尾高、峰高、面包体积、面包评分和面包坚实度等14个主要品质指标有不同程度的显著影响；RIL-6群体的8种不同基因位点的亚基组合的蛋白质含量没有显著差异，其它各性状包括面粉理化特性、面团流变学特性和面包品质指标均有不同程度的差异。【结论】同一基因位点不同亚基和不同基因位点亚基组合对小麦主要品质性状具有重要作用。     

巨穗小麦种质高分子量谷蛋白亚基组成

巨穗小麦种质是小麦超高产育种的优良基础材料^[3]。高分子谷蛋白表现的稳定性和多态性可以作为一种分子标记,进行品种、品系的指纹图谱的绘制,且小麦高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)与面包加工品质间有密切联系^[4]。     

相同HMW-GS组成春小麦相关亚基形成和积累规律的研究

选用Glu-D1位点组成相同的春小麦品种,在相同的HMW-GS遗传背景下研究相关亚基形成和积累规律。结果表明:在籽粒灌浆过程中,HMW-GS的积累基本以龙麦26、龙辐麦12较高,龙辐98N2和龙-4081较低。而且前二者的优质亚基Glu-D15+10积累量高,所占比值也高。而龙辐98N2不但积累水平低,其所占比值也较低。龙-4081的Glu-D15+10在HMW-GS总量中所占比值较高,但其积累量最低。