施氮量对不同品质类型小麦子粒蛋白质组分含量及加工品质的影响

选用强筋小麦济麦20、中筋小麦泰山23和弱筋小麦宁麦9号,利用反相高效液湘色谱（RP-HPLC）方法测定了施氮量对不同品质类型小麦子粒蛋白质组分含量和高分子量谷蛋白亚基（HMW-GS）、低分子量谷蛋白亚基（LMW-GS）含量的影响,并分析其与子粒加工品质的关系。结果表明,随施氮量增加,强筋小麦济麦20和中筋小麦泰山23的子粒蛋白质含量及各组分含量均呈先增加后降低的趋势,施氮量为N 240 kg/hm2时,蛋白质各组分含量较高,加工品质较好; 过量施氮抑制了HMW-GS合成,这是过量施氮导致强筋和中筋小麦子粒蛋白质品质变劣的原因之一。随施氮量增加,弱筋小麦宁麦9号子粒的蛋白质各组分含量显著增加,加工品质变劣。增施氮肥,3个品种的谷蛋白和醇溶蛋白含量的增加幅度显著高于清蛋白+球蛋白含量,这是施氮改善强筋和中筋小麦子粒加工品质的主要原因。济麦20和泰山23两品种的总蛋白质含量及醇溶蛋白含量无显著差异,但强筋小麦济麦20的谷蛋白含量、贮藏蛋白、HMW-GS、LMW-GS、谷蛋白大聚合体（GMP）含量及谷蛋白与醇溶蛋白含量的比值（Glu/Gli）和HMW-GS与LMW-GS含量的比值（HMW/LMW）高于中筋小麦泰山23,这是强筋小麦济麦20加工品质形成及其面团形成时间和稳定时间显著高于泰山23的重要原因。     

我国不同时期小麦品种高分子量麦谷蛋白亚基组成比较

用SDS-PAGE方法测定了我国10个小麦主产省份171份小麦品种和高代品系的高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)组成。鉴定出18种HMW-GS,40种HMW-GS组成形式,其中20种亚基其组成形式只在一个品种(系)中出现。Glu-A1位点亚基1和Null出现最多,Glu-B1位点7 8和7 9亚基对占绝对优势,Glu-D1位点2 12亚基对出现频率最高。Null、7 9、2 12、Null,7 8,2 12,1、7 8,2 12,1、7 9、2 12等亚基组成形成出现频率最高,占分析品种的49.71%。与前人研究相比,新育成品种HMW-GS亚基组成发生了明显变化,面包优质亚基(对)1、5 10出现的频率显著升高,亚基多态性增加,组成形式明显改善,这些对于品质改良和品种选育是非常有利的,新育成品种Glu-1品质评分已超过7。尽管个别品种亚基组成好,品质优良,但总体上看,我国小麦品种与其它国家相比品质还存在一定差距,提高5 10、17 18等优质亚基的频率是改善我国小麦面包品质的重要措施。     

(英文)

用SDS-PAGE方法测定了我国10个小麦主产省份171份小麦品种和高代品系的高分子量麦谷蛋白亚基（HMW-GS）组成。鉴定出18种HMW-GS，40种HMW-GS组成形式，其中20种亚基其组成形式只在一个品种（系）中出现。Glu-A1位点亚基1和Null出现最多，Glu-B1位点7＋8和7＋9亚基对占绝对优势，Glu-D1位点2＋12亚基对出现频率最高。Null、7＋9、2＋12、Null，7＋8，2＋12，1、7＋8，2＋12，1、7＋9、2＋12等亚基组成形成出现频率最高，占分析品种的49.71％。与前人研究相比，新育成品种HMW-GS亚基组成发生了明显变化，面包优质亚基（对）1、5＋10出现的频率显著升高，亚基多态性增加，组成形式明显改善，这些对于品质改良和品种选育是非常有利的，新育成品种Glu-1品质评分已超过7。尽管个别品种亚基组成好，品质优良，但总体上看，我国小麦品种与其它国家相比品质还存在一定差距，提高5＋10、17＋18等优质亚基的频率是改善我国小麦面包品质的重要措施。     

播期对小麦籽粒储藏蛋白及加工品质的影响

为明确播期对四川中、弱筋小麦储藏蛋白组分和加工品质的影响,以指导该地区专用型中、弱筋小麦生产,本试验以4个中、弱筋小麦品种为材料,设置早播（B1）、中播（B2）和晚播（B3）3个处理开展两年两点试验。结果表明,随着播期的推迟,中、弱筋小麦品种的谷蛋白、醇溶蛋白组分含量在崇州点增加,而仁寿点总体呈先降后升的变化趋势;储藏蛋白组分比例在不同品种间变化差异较大。两种筋型小麦的粗蛋白、湿面筋含量和沉降值在早播和晚播时高于中播,形成时间、稳定时间、粉质质量指数在晚播时高于早、中播,弱化度在崇州点随播期推迟显著降低,在仁寿点则先降后升。相关性分析表明,谷蛋白大聚合体（GMP）、高分子量谷蛋白亚基（HMW-GS）和总谷蛋白（Glu）含量与加工品质性状相关性较强。主成分分析表明,HMW-GS、ω-醇溶蛋白（ω）、总醇溶蛋白（Gli）含量和高/低分子量谷蛋白亚基比（H/L）、（α/β-醇溶蛋白）/Gli[(α/β)/Gli]可概括蛋白组分的主要变化信息;沉降值、稳定时间、粉质质量指数、形成时间、湿面筋含量可概括加工品质性状的主要变化信息。综合来看,四川麦区中筋小麦适当推迟播期、弱筋小麦适当提前播期可使小...     

施氮量对不同小麦品种高分子量麦谷蛋白亚基表达量及品质影响的研究

采用盆栽试验和SDS-PAGE技术,研究了氮肥对强筋和中筋小麦亚基表达量、品质性状及相关关系的影响。结果表明,施用氮肥提高了优质小麦高分子量谷蛋白亚基表达量,对强筋小麦影响较小,而对中筋小麦影响较大。施氮后,强筋小麦的亚基表达量与醇溶蛋白和谷蛋白的含量极显著相关,而中筋小麦的亚基表达量仅与谷蛋白的含量显著相关,说明氮肥对不同亚基组成小麦高分子量谷蛋白表达量及蛋白组分调控有一定差异。施氮后,高分子量谷蛋白亚基表达量与各项加工品质指标呈正相关;强筋小麦的亚基表达量与湿面筋含量、稳定时间、沉降值和评价值相关性达到显著或极显著水平;而中筋小麦的亚基表达量仅与沉降值相关性达到显著水平。     

HMW-GS对春小麦品质的影响及不同亚基评分比较

为了明确高分子麦谷蛋白亚基(HMW-GS)对春小麦品质的影响,以及不同亚基评分方法的准确性,对22份春小麦的亚基组成和数目与小麦品质的关系进行研究,并对不同亚基的评分方法进行对比。结果表明,Glu-A1位点Null的小麦品质明显低于2*亚基和1亚基。Glu-B1位点17+18和7+8及7+9亚基的差异对小麦品质影响不大,仅在面筋指数上17+18亚基优于7+8亚基,在延伸度(L)上17+18亚基显著优于7+9亚基。Glu-D1位点等位基因的变异对小麦品质的影响较大,5+10亚基明显优于2+12亚基,在面筋指数、颗粒度、灰分、P、W、IE、PRMAX、WA上差异显著或极显著。综合评价,Glu-1位点对小麦品质的贡献大小顺序依次为Glu-D1Glu-A1Glu-B1。在4种亚基评分方法中Payne评分方法与春小麦的品质相关性最好。本研究结果为春小麦品质的育种早代选择提供了一定的理论依据。     

六倍体小黑麦品种资源Glu-1位点的多态性

利用SDS-PAGE技术分析了我国新疆101份和波兰11份六倍体小黑麦品种资源高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)组成,共检测到17种高分子量谷蛋白亚基,其中Glu-A1位点编码的HMW-GS有3种变异类型,即1(a)、2*(b)和Null(c),Glu-B1位点编码的HMW-GS有8种变异类型,即7(a)、7+8(b)、7+9(c)、6+8(d)、20(e)、13+19(g)、7+18(r)和6.8+20y(s),Glu-R1位点编码的HMW-GS有6种变异类型,即1r+4r(a)、2r+6.5r(b)、6r+13r(c)、2r+9r(d)、6.5r(e)和0.8r+6r(f)。这些小黑麦品种的HMW-GS组成以Null(c)、7+18(r)和6r+13r(c)为主,分别占58.93%、67.90%和58.00%。在112份供试材料中共检测到30种HMW-GS组合变异类型,其中[Null,7+18,6r+13r(c,r,c)]和[2*,7+18,6r+13r(b,r,c)]出现频率较高,分别为16.91%和16.02%,其他类型组合出现频率较低,个别材料具有少见的特殊亚基组合,如[2*,7+18,2r+9r(b,r,d)]、[2*,6.8+20y,2r+6.5r(b,s,b)]等类型。分析2个地域品种的遗传多样性,发现新疆品种的遗传变异范围小于波兰品种,波兰品种在Glu-1位点上的遗传变异更丰富。结果还显示,在六倍体小黑麦的人工进化过程中Glu-B1位点发生了很大变异,产生了小黑麦特有的7+18(r)和6.8+20y(s)亚基,而且频率很高,为小麦品质改良提供了丰富的基因资源。     

新疆小麦高分子量麦谷蛋白亚基组成及主效亚基分析

为探索新疆强筋小麦的主效亚基,本文采用SDS-PAGE方法对新疆主栽的21种中筋小麦和17种强筋小麦的高分子量麦谷蛋白亚基进行了分析。结果表明:供试材料中共出现12种类型的亚基和12种亚基组合。中筋小麦Glu-A1位点亚基主要为N,Glu-B1位点亚基主要为7+8,Glu-D1位点亚基主要为2+12。强筋小麦Glu-A1位点亚基主要为1和N,Glu-B1位点亚基主要为7+8和7+9,Glu-D1位点亚基主要为5+10。聚类分析结果显示:在相似系数为0.43时可将供试小麦分为2类:第1类包括28个品种,均含有2+12亚基,其中既有强筋小麦也有中筋小麦;第2类包括12个品种,均含有5+10亚基,全部为强筋小麦。5+10亚基对小麦品质贡献明显大于其他亚基,是新疆强筋小麦的主效亚基。本研究可为提高新疆小麦面筋强度的分子育种提供理论依据。     

高分子量麦谷蛋白亚基基因Glu-1Ay 在小麦中的表达

小麦是世界上重要的粮食作物.小麦的品质一直是发达国家小麦生产的重要指标.中国在解决了产量需求的今天,品质已经成为小麦育种的主要目标之一.小麦加工品质主要取决于其高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)数量及亚基组合.一般来说,高分子量麦谷蛋白亚基对加工品质的影响具有加性效应,因此增加普通小麦 HWM-GS 数量可以改良面团品质[1]..     

小麦高分子量谷蛋白亚基突变体的筛选与鉴定

本研究对小麦品种白硬冬2号航天搭载SP2代单株籽粒的高分子量麦谷蛋白亚基（HMW-GS）组成进行了SDS-PAGE电泳分析,在92株材料中发现了2个突变体mut1和mut2,突变频率为2.17%,并利用醇溶蛋白电泳验证了航天诱变引发HMW-GS变异的真实性。在突变体mut1中发现了4种HMW-GS组成突变类型,突变发生在Glu-1B和 Glu-1D位点。突变亚基是由航天诱变引发相关编码基因突变形成的,它们的电泳迁移率发生了明显变化,为新的亚基类型。本文的研究表明,航天诱变能够诱导产生新的HMW-GS,是丰富HMW-GS基因资源的有效途径。     

卫星搭载小麦SP3代高分子麦谷蛋白亚基的SDS-PAGE分析

利用十二烷基磺酸钠-聚丙烯胺凝胶电泳（SDS-PAGE）技术对返回式卫星搭载小麦两个品种SP3代籽粒的高分子麦谷蛋白亚基（HMW-GS）进行了分析,并按照相关评分方法计算了高分子量麦谷蛋白Glu-1位点的品质得分。结果表明,经卫星搭载可产生较高频率的HMW-GS基因变异,陕253和西农1043 两个品种SP3代HMW-GS组成的变异频率分别为27.08%和27.45%。陕253和西农1043 SP3代的小麦品质得分分别为7分和6分,陕253 SP3代变异株为优质小麦。     

小麦高分子量谷蛋白亚基组合及其影响研究

研究不同HMW-GS组合类型在不同环境中对小麦品质的影响,寻找遗传稳定、广适性的优质组合,为我国小麦的品质改良工作提供重要的理论依据。结果表明,含有"5+10"的组合类型品质指标显著优于不含5+10组合的品系,5+10亚基对品质参数的影响极显著。参试材料中,含有HMW-GS组合类型"1,7+8,5+10"品系的品质参数表现最好,含有"1,7,5+10"组合类型的品系尽管1By型亚基基因不表达[1],但对其品质并未造成非常显著的影响,其与含有"1,7+8,5+10"品系的品质参数间差异不显著。不同生态区对不同品质参数指标的贡献差异比较显著,在北京院内种植小麦比较有利于稳定时间和形成时间的提高,在阜阳种植比较有利于提高SDS沉淀值和面筋指数,而北京院内和顺义麦区都有利于小麦面粉吸水率的提高。     

小麦高分子量谷蛋白亚基组合及其影响研究

研究不同HMW-GS组合类型在不同环境中对小麦品质的影响,寻找遗传稳定、广适性的优质组合,为我国小麦的品质改良工作提供重要的理论依据。结果表明,含有"5+10"的组合类型品质指标显著优于不含5+10组合的品系,5+10亚基对品质参数的影响极显著。参试材料中,含有HMW-GS组合类型"1,7+8,5+10"品系的品质参数表现最好,含有"1,7,5+10"组合类型的品系尽管1By型亚基基因不表达[1],但对其品质并未造成非常显著的影响,其与含有"1,7+8,5+10"品系的品质参数间差异不显著。不同生态区对不同品质参数指标的贡献差异比较显著,在北京院内种植小麦比较有利于稳定时间和形成时间的提高,在阜阳种植比较有利于提高SDS沉淀值和面筋指数,而北京院内和顺义麦区都有利于小麦面粉吸水率的提高。     

应用 15N分析施氮量对弱筋小麦氮素吸收利用与产量的影响

为分析氮素水平对弱筋小麦植株氮素吸收利用的影响,以弱筋小麦品种宁麦13和扬麦13为材料,设置不同施氮水平(N 105、210和315 kg·hm-2),应用~(15)N示踪分析技术研究弱筋小麦植株氮素积累、转运与利用的变化。结果表明,弱筋小麦开花期、成熟期植株及成熟期籽粒氮素积累量均随施氮量增加而显著增加;来源于肥料氮和土壤氮均随施氮量增加而增加,且来源于土壤氮比例显著高于肥料氮。籽粒蛋白质含量随施氮量的增加而增高。弱筋小麦花后营养器官氮素向籽粒的转运率为29.44%～41.25%,对籽粒氮素积累的贡献率为36.51%～60.89%,均随施氮量的增加而降低。2个小麦品种的氮肥生产效率、氮肥利用效率均表现为N105N210N315,且N315处理的氮素收获指数低于N105、N210处理,即弱筋小麦籽粒氮肥生产效率、氮肥利用效率随施氮量的增加而降低。本试验条件下,保证弱筋小麦籽粒品质的同时,又有相对较高的籽粒产量、氮肥生产效率和氮素利用效率,适宜的施氮量应在105～210 kg·hm-2之间。     

小麦1Ax1和1Ax2*近等基因系性状差异的研究

以小麦转HMW-GS1Dx5+1Dy10基因获得的1Ax1和1Ax2*近等基因系08K860(HWM-GS组成为1,7+9,5+10)和08K871(HWM-GS亚基组成为2*,7+9,5+10)为材料,研究了近等基因系籽粒品质、粉质仪参数、拉伸仪参数和色度仪参数等方面的差异。研究结果表明,近等基因系08K860和08K871的上述性状差异很小,经统计分析差异未达显著水平。近等基因系08K860和08K871遗传背景相近,1Ax1和1Ax2*亚基对品质的贡献率相同。在小麦品质育种上应同样重视具有1Ax1亚基后代的选择。     

重离子辐照春麦稳定后代品质和贮藏蛋白的变化

低能重离子辐照春麦定西 2 4,经过多年选择获得了稳定的两个后代 1 1 8和1 1 9。品质测定和种子贮藏蛋白分析表明 :1 )同定西 2 4相比 ,1 1 8的蛋白质含量提高了 1个百分点 ,1 1 8和 1 1 9的SDS沉降值都有所升高 ;2 )在和面仪曲线分析中 ,两个品质的和面时间和 7分钟带宽均有所下降 ,而峰高和 7分钟尾高 ,1 1 8增加 ,1 1 9降低 ;3 )辐照后代的高分子量麦谷蛋白亚基类型没有改变 ,但其相对含量发生了很大变化 ;4)低分子量麦谷蛋白和醇溶蛋白区表现了新带产生和旧带消失的较大改变。品质性状及贮藏蛋白的变化为重离子辐照小麦材料实现高产、优质的结合提供了机会     

弱筋小麦品质评价指标研究

为了确定评价弱筋小麦品质的核心指标,建立弱筋小麦品质评价体系,本研究以长江中下游麦区推广的9个弱筋品种为试验材料,连续进行4年种植试验,测定其籽粒蛋白质含量、籽粒硬度,湿面筋含量、面筋指数、沉淀值和溶剂保持力(SRC)等面粉理化指标,粉质仪和吹泡仪等面团流变学特性参数并制作曲奇饼干测试饼干直径、厚度等品质参数。结果表明,弱筋小麦多数品质性状受基因型和环境共同影响,其中蛋白质含量、硬度、沉淀值、水SRC、碳酸钠SRC、乳酸SRC、吹泡仪参数、粉质仪弱化度以及曲奇饼干直径、厚度均表现为基因效应大于环境效应;弱筋小麦的籽粒蛋白质含量、湿面筋含量、粉质仪吸水率、粉质仪形成时间、粉质仪稳定时间、粉质仪粉质质量指数在各品种间无显著差异;弱筋小麦的硬度、面筋指数、水SRC、碳酸钠SRC、吹泡仪弹性(P值)、吹泡仪弹性/延伸性(P/L值)、粉质仪弱化度在各小麦品种间差异显著(P<0.05),上述指标与曲奇品质呈显著或极显著相关性,可作为评价弱筋小麦品质的重要指标。优质弱筋小麦品质评价标准推荐为:硬度≤25,面筋指数≥80%,水SRC≤60%,碳酸钠SRC≤75%,吹泡仪P值≤40 mm、延伸性(L值)≥95 mm、P/L值≤0.45,75≤弱化度≤95。对连续种植4年的不同弱筋小麦品质性状进行聚类分析,发现扬麦13、扬麦9号、扬麦19为优质弱筋小麦。本研究结果为弱筋小麦品种选育提供了支撑。     

氮磷互作对弱筋小麦氮素利用与籽粒淀粉品质的影响

为了解氮磷对弱筋小麦品种氮素利用效率及籽粒淀粉品质的影响,以宁麦13为材料,在施氮120kg/hm~2(N1)、180 kg/hm~2(N2)水平下,分别设置3个磷素水平(施P_2O_5水平为P1:60 kg/hm~2,P2:120 kg/hm~2,P3:180 kg/hm~2),分析氮磷素对弱筋小麦植株氮素吸收利用、籽粒淀粉粒度分布与黏度参数的影响。结果表明:增施磷肥使开花期植株单株氮素积累量和成熟期植株与籽粒氮素积累量显著增加。在N1水平下花前营养器官氮素单株转运量无显著差异,N2水平下随施磷增加花前营养器官氮素单株积累量先增加后下降,且N2P2和N2P3无显著差异。N2水平下弱筋小麦花前营养器官氮素向籽粒转运率、贡献率显著低于N1水平;增施磷肥不利于花前营养器官氮素向籽粒转运率、贡献率的提高。N1水平下弱筋小麦氮肥生产效率、氮素利用效率高于N2水平;增施磷肥有利于氮肥生产效率的提高,但使氮素利用效率下降。施磷影响弱筋小麦淀粉粒度分布,增施磷肥提高了小麦A型淀粉粒体积、表面积百分比,降低B型淀粉粒体积、表面积百分比;增加了淀粉峰值黏度、谷值黏度、最终黏度、崩解值和回升值等参数。本试验条件下增加施磷量显著提高了弱筋小麦植株与籽粒氮素积累量,显著增加植株在开花后营养器官与籽粒的即时氮素积累量,进而提高氮肥生产效率;显著提高A型淀粉粒体积和表面积百分比,进而提高淀粉黏度参数。     

无载体框架结构的大豆铁蛋白线性表达盒提高小麦籽粒铁含量的研究

培育和推广铁强化型小麦品种对于经济有效地解决贫困人口的铁营养不良问题具有重要意义。本研究通过 RT-PCR 得到了大豆(Glycine max)铁蛋白基因,构建了无载体框架的大豆铁蛋白线性表达盒(即小麦籽粒特异的高分子量谷蛋白亚基 1Dx5 的启动子 - 大豆铁蛋白基因 -NOS 终止子酶切片段);用基因枪法转化"京花 1 号"小麦(Triticum aestivum)幼胚愈伤组织,经草胺膦筛选和分化后,得到 276 株转基因T0植株,通过 PCR 筛选出阳性植株 65 株;RT-PCR 检测发现 29 个株系的大豆铁蛋白基因在灌浆期籽粒中表达;与对照相比,对 8031 个 T1代株系所结的 T2代籽粒进行了铁含量测定,有 265 个株系成熟籽粒的铁含量均比对照有不同幅度提高,增幅在 4.93%~64.03%之间,其中 22 个株系的籽粒铁含量显著或极显著提高。结果提示,利用无载体框架的大豆铁蛋白线性表达盒可以有效地培育出籽粒铁含量显著提高的转基因小麦。     

小麦面粉蛋白品质与其加工特性的关系

文中收集了我国2010年收获的83个小麦品种用以研究小麦面粉中蛋白质数量及质量对面粉加工特性的影响。结果表明,面粉的蛋白质含量与SDS沉降值、粉质及拉伸参数大部分指标间存在显著或极显著相关性。湿面筋含量与SDS沉降值、形成时间、延伸度呈极显著正相关,与其它各指标间相关性不显著。单个亚基对小麦加工品质的影响在Glu-A1位点上2*> 1>Null;在Glu-B1 位点上13+16>17+18>14+15> 7+9>7+8>6+8;在Glu-D1 位点上5+10>4+12>2+12。