Glu-1位点等位变异及表达量对麦谷蛋白聚合体粒度分布的影响

选用我国春播麦区23份(试验I)和北部冬麦区21份(试验II)品种(系),研究了Glu-1位点等位变异及其亚基表达量对谷蛋白聚合体粒度分布的影响。结果表明,Glu-1位点等位变异及其亚基表达量显著影响谷蛋白聚合体的粒度分布,且影响程度受蛋白质含量,尤其是高分子量谷蛋白总量水平的影响。在高分子量谷蛋白总量较低时(试验I),Glu-B1和Glu-D1位点对不溶性谷蛋白大聚体含量(UPP)及其占聚合体蛋白总量的百分比(%UPP)的加性效应都达1%显著水平;Glu-B1和Glu-D1位点单个亚基对两者的贡献分别为7^OE+8^* >7+9 >17+18 >7+8和5+10 >2+12,具有5+10亚基组合的%UPP显著高于具有2+12的亚基组合。高分子量谷蛋白的亚基表达量与UPP含量呈高度正相关,相关系数为0.79~0.93(P < 0.01)。而在高分子量谷蛋白总量较高时(试验II),仅Glu-D1位点对%UPP的加性效应达5%显著水平,5+10亚基对%UPP的贡献显著高于2+12和4+12;亚基组合间的聚合体粒度分布无显著差异。高分子量谷蛋白的亚基表达量与UPP含量的相关系数为0.42~0.86(P < 0.05或0.01)。结合高分子量谷蛋白表达量和优质亚基进行选择,能有效提高不溶性谷蛋白大聚体的含量和相对比例,有利于面筋强度和加工品质的进一步提高。     

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。     

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。     

我国冬小麦品种谷蛋白聚合体的分布及其与和面仪参数的关系

利用GMP的丙醇--双缩脲改良测定法,对我国冬麦区124份有代表性的冬小麦品种和品系的谷蛋白聚合体进行了测定,系统探讨了谷蛋白聚合体与和面仪参数的关系.结果表明:(1)我国小麦品种面粉谷蛋白大聚合体(GMP)含量的分布范围在1.70%～6.60%之间,平均含量为3.87%;GMP在面粉蛋白质中所占的比例(GMP/Pr)平均为31.21%;面粉可溶性谷蛋     

济麦20面团流变学特性和面包加工品质稳定性及与蛋白质组分的关系分析

以优质强筋小麦新品种济麦20在2005—2006年度山东省及天津24个地点的样品为材料,分析了磨粉品质、面团流变学特性和面包品质,并用反相高效液相色谱（RP-HPLC）和凝胶色谱法（SE-HPLC）对其贮藏蛋白组分进行了量化。结果表明,济麦20的多数品质指标较稳定,面包品质较好,体积较大,仅籽粒硬度、形成时间、稳定时间和面包颈高的变异系数较大。容重、蛋白质含量和籽粒硬度是影响面团流变学特性和面包加工品质变异的重要因素,籽粒硬度与拉伸面积和最大抗延阻力的相关系数分别为0.53（P<0.01）和0.47（P<0.05）,籽粒蛋白质含量与吸水率、形成时间和延伸性的相关系数分别为0.46（P<0.05）、0.71（P<0.001）和0.77（P<0.001）。容重和籽粒硬度与面包总分极显著和显著正相关,相关系数分别为0.62（P<0.01）和0.50（P<0.05）;籽粒蛋白质含量与面包体积极显著正相关（r=0.55,P<0.01）。贮藏蛋白组分含量显著影响面团流变学特性,谷蛋白、醇溶蛋白、SDS可溶性谷蛋白聚合体、HMW-GS以及LMW-GS含量与面团形成时间和延伸性极显著正相关（r=0.55~0.79,P<0.01或P<0.001）,高分子量与低分子量谷蛋白亚基含量比例（HMW/LMW）与面团延伸性呈显著正相关（r=0.46,P<0.05）。HMW-GS含量和HMW/LMW与面包体积均极显著正相关,相关系数分别为0.66和0.64（P<0.001）,SDS不溶性谷蛋白聚合体百分含量与面包结构和总分极显著和显著正相关,相关系数分别为0.53（P<0.01）和0.48（P<0.05）。上述信息对理解和改良小麦品质的稳定性有重要意义。     

1BL/1RS易位对小麦贮藏蛋白组分含量和面团流变学特性的影响

利用1BL/1RS易位系后代研究1BL/1RS易位对贮藏蛋白组分含量和面团流变学特性的影响有助于指导小麦品质改良工作。选用师栾02-1/周麦16组合14份F6品系,于2012—2013年度分别种植在河南安阳和焦作,采用反相超高效液相色谱(RP-UPLC)和凝胶排阻超高效液相色谱(SE-UPLC)方法分析贮藏蛋白组分含量,并研究它们与面团流变学特性的关系。结果表明,拉伸仪延展性和最大抗延阻力、不溶性谷蛋白聚合体含量和谷蛋白、醇溶蛋白等贮藏蛋白组分含量及其比例均受1BL/1RS易位有无类别和类内品系效应的显著影响,以类内品系效应较大;拉伸仪拉伸面积、谷蛋白含量及醇溶蛋白与谷蛋白含量比值的类内品系效应显著且较大。易位系和非易位系的贮藏蛋白组分含量和面团流变学特性的相关系数达显著水平,在易位系中,不溶性谷蛋白聚合体含量和拉伸面积(r=0.92,P0.001)、延展性(r=0.92,P0.001)、最大抗延阻力(r=0.80,P0.01)呈显著正相关,面团流变学特性较好的品系不溶性谷蛋白聚合体含量均较高;在非易位系中,醇溶蛋白与谷蛋白含量比值和拉伸面积(r=?0.91,P0.001)、最大抗延阻力(r=?0.88,P0.001)呈显著负相关,面团流变学特性较好的品系醇溶蛋白与谷蛋白含量比值均较低。上述信息对以不溶性谷蛋白聚合体含量和醇溶蛋白与谷蛋白含量比值为指标改良1BL/1RS易位系的面筋品质有重要意义。     

面条小麦品种辅助选择指标的研究

以山东推广种植的20个小麦品种为材料,采用两种蛋白质分离方法,研究了不同分离方法所得蛋白组分及Wx蛋白与面条品质的关系。结果表明,正丙醇分离所得蛋白组分的5个指标及SDS分离所得蛋白组分SDS-GMP(SDS不溶性谷蛋白大聚合体)与面条评分显著或极显著正相关。Wx蛋白亚基的含量与面条评分呈极显著负相关。建立了面条评分依照     

绵阳系列小麦籽粒蛋白质含量及其组分与SDS-沉降值关系的研究

以14个绵阳系列小麦品种为材料,研究不同品种籽粒蛋白质含量、蛋白组分和SDS-沉降值的变化规律,以及籽粒蛋白质含量及其组分与SDS-沉降值的关系,为绵阳系列小麦品种的选育提供理论依据。研究结果表明,不同小麦品种籽粒蛋白质含量不同,变幅为7.30%~13.09%,多数品种属于低蛋白质含量类型。多数品种的SDS-沉降值分布在20~30 mL范围内。不同品种籽粒蛋白组分各异。籽粒蛋白质含量、贮藏蛋白含量、谷蛋白和醇溶蛋白含量都与SDS-沉淀值成极显著的正相关关系。高的籽粒蛋白质含量和谷蛋白与醇溶蛋白含量是绵阳系列小麦品种获得较好烘烤品质的前提。     

Glu-B1位点亚基色谱鉴定及7OE对面团强度的影响

准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（7^OE+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（7^OE+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。     

江苏省优质软麦品种品质特性与饼干加工品质的关系

明确软麦品种在大田生产中的品质表现和品质育种筛选指标,对于优质生产及提高育种效率具有重要意义。选用江苏淮南麦区15份优质软麦品种(系),鉴定其高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)组成,开展3个试验点次的大田种植,分析了小麦样本的籽粒硬度、灰分含量、蛋白质含量和质量参数、粉质仪参数、揉面仪参数、溶剂保持力、贮藏蛋白组分含量参数、黏度仪参数等品质性状和饼干加工品质。结果表明,不同类型的品质参数受基因型和环境的影响不同。所有样本的蛋白质含量、湿面筋含量、稳定时间均不达国标(GB/T 17320-2013、GB/T 17893-1999),部分品种(系)的沉淀值达标,所有样本的籽粒硬度和吸水率全部达标。相关性分析表明,籽粒硬度、灰分含量和黏度仪参数与饼干加工品质无显著相关性。沉淀值、粉质仪吸水率、粉质仪稳定时间、揉面仪峰值时间、揉面仪衰落角、水溶剂保持力、碳酸钠溶剂保持力、乳酸溶剂保持力、谷蛋白/醇溶蛋白比、不溶性谷蛋白含量和不溶性谷蛋白百分含量与饼干直径呈显著(r≤–0.520)或极显著(r≤–0.652)负相关,相关系数分别为–0.657、–0.601、–0.617、–0.659、–0.676、–0.857、–0.726、–0.616、–0.546、–0.541和–0.637。多元回归方程显示,水溶剂保持力可解释饼干直径变异的73.76%,与籽粒蛋白共同可解释饼干直径变异的83.90%。在籽粒硬度和蛋白含量选择的基础上,降低面筋强度和面粉综合吸水特性是软麦育种的主要目标,水溶剂保持力、乳酸溶剂保持力和揉面仪参数是软麦育种最重要的筛选指标。     

基因型、地点及其互作对内蒙古小麦主要品质性状的影响

选用来自我国春播麦区高、中、低3种筋力类型的9个品种, 于2003和2004年分别种植在内蒙古6个代表性地点, 研究了不同品种在年份和地点间籽粒硬度、蛋白质含量、和面仪参数和淀粉糊化特性等主要品质性状的变化规律。结果表明, 所测品质性状受基因型和地点效应的影响均达极显著水平, 除籽粒蛋白质含量外, 其他品质性状受基因型和地点互作效应的影响达显著或极显著水平。强筋类品种的蛋白质含量、灰分含量、沉降值、和面时间、耐揉性和峰值黏度均较高, 出粉率和稀澥值中等。中筋类品种出粉率、和面时间和耐揉性较高, 灰分含量、峰值黏度和稀澥值较低。弱筋类品种的灰分含量、峰值黏度和稀澥值较高, 籽粒硬度、蛋白质含量、出粉率、沉降值、和面时间、耐揉性低。所有品种品质性状在地点间存在较大差异, 乌海市灰分含量、和面时间和耐揉性高, 籽粒硬度、沉降值、峰值黏度和稀澥值较低。杭锦后旗出粉率高, 蛋白含量和沉降值较低, 其他性状表现中等。呼和浩特市籽粒硬度、蛋白含量、面粉灰分、沉降值、和面时间和耐揉性高, 出粉率、峰值黏度和稀澥值低。赤峰市多数性状表现中等。通辽市籽粒硬度、蛋白质含量、峰值黏度、稀澥值和耐揉性较高, 其他性状表现中等。额尔古纳市蛋白含量和沉降值较高, 和面时间和耐揉性低。初步认为强筋和中筋类品种较适于种植在呼和浩特市与乌海市, 不适于种植在额尔古纳市; 2个弱筋类品种在6个地点均不太适宜种植。     

Phenotypic correlations, G × E interactions and broad sense heritability analysis of grain and flour quality characteristics in high latitude spring bread wheats from Kazakhstan and Siberia

Grain and flour samples of 42 high latitude spring bread wheat genotypes from Kazakhstan and Siberia evaluated in a multi-location trial were analyzed for grain concentrations of protein, zinc (Zn) and iron (Fe), as well as flour quality characteristics. The genotypes showed high grain protein concentrations (14–19%), but low dough strength was a common feature for most of them. Significant positive correlations were found between grain protein and flour protein, gluten, gliadin, gli/glu ratio, Zn, and Fe contents. Grain protein was also correlated positively with hardness, sedimentation, farinograph dough development time (DDT), stability time and ash content. Grain Fe concentration was positively associated with sedimentation, stability time, water absorption and valorimeter value, suggesting that improvements in micronutrient concentrations in the grain parallels enhancement in gluten strength. Interestingly, glutenin content correlated negatively with the concentrations of grain and flour protein, gluten, and minerals; and also with gluten deformation index (IDK), DDT, and stability time. Conversely, gliadin content showed strong positive correlations with the concentrations of grain and flour protein, gluten, and minerals. Gliadin also correlated positively, but in lesser magnitude, with DDT, stability time and IDK. Environment and G×E interaction were important sources of variation for some quality characteristics. This was reflected in the low broad sense heritability (H) values for traits related to flour strength, such as sedimentation, IDK, stability time and gliadin content. Breeding strategies, including three testing locations at the advanced selection stages, are adequate for the enhancement of most of the quality traits, but faster improvement in flour strength could be achieved with a larger number of locations.     

Glu-1位点缺失对小麦麦谷蛋白聚合体粒度分布及面团特性的影响

以Glu-1位点正常和部分缺失的小麦品系为材料,探讨HMW-GS和LMW-GS组成与谷蛋白聚合体粒度分布和面团特性的关系,为利用HMW-GS缺失系改良小麦品质提供理论依据。在20个供试硬白冬麦品系中,1个品系为Glu-A1位点缺失,5个品系为Glu-D1缺失,3个品系为Glu-A1和Glu-D1双缺失。所有品系的蛋白质含量皆较高(13.39%~14.12%),品系间无显著差异,缺失系与非缺失系间也无显著差异。Glu-1位点缺失显著降低了高分子量谷蛋白/低分子量谷蛋白比(HMW/LMW)、不溶性谷蛋白大聚体的含量和百分比。谷蛋白/醇溶蛋白比(GLU/GLI)在基因型间变幅较小,且在缺失系和非缺失系间无显著差异。Glu-1位点缺失显著降低了面团弹性,但显著提高了面团的延展性。部分Glu-1位点缺失系仍具有较高的面团强度和突出的延展性,谷蛋白聚合体粒度分布和面团特性受谷蛋白亚基组成和表达量的共同影响。研究结果表明,利用Glu-1位点亚基缺失可能是改善面筋延展性,提高食品加工品质的方法之一。     

小麦Glu-1位点变异和1B/1R易位对谷蛋白亚基表达量和面包加工品质的影响

选用北方冬麦区近年来育成的优质强筋品种及山东省主栽品种共42份, 采用反相高效液相色谱法(RP-HPLC)和凝胶色谱法(SE-HPLC)对小麦贮藏蛋白组分进行量化, 分析了不同高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)组成对其表达量、面团流变学特性和面包加工品质的影响。结果表明, Glu-D1位点对谷蛋白亚基含量和加工品质的加性效应最大, 达5%显著水平, 贡献率为28.5%~71.3%。在Glu-A1和Glu-D1位点, 单个亚基对谷蛋白亚基含量和加工品质的贡献分别为1>2*>N和5+10>2+12>4+12, 而在Glu-B1位点, 则表现为差异不显著。不同亚基组合的HMW–GS表达量差异达5%显著水平, 相同亚基组合的品种间贮藏蛋白组分表达量的变异较大, 亚基表达量的差异可能是导致品种间品质差异的重要原因。1B/1R易位显著降低LMW-GS、谷蛋白总量和%UPP, 导致加工品质变劣。选择具有优质亚基组合, 且谷蛋白亚基表达量高的类型, 是有效改良面筋强度, 进一步提高优质新品种选育的有效途径。     

不同灌溉处理对小麦蛋白组分和面团流变学特性的影响

为阐明不同灌溉处理对强筋和弱筋小麦品质的影响,以藁城8901（强筋）和山农1391（弱筋）品种为材料,设3个灌溉处理,于花后7~35 d分别测定其籽粒蛋白质及其组分含量、以及粉质仪和拉伸仪参数。结果表明,对于籽粒清蛋白和球蛋白,随灌溉量的增加,藁城8901和山农1391的含量均提高;适量灌溉（浇起身水和孕穗水各75 mm）能提高强筋品种籽粒醇溶蛋白和谷蛋白含量,降低弱筋品种的含量。藁城8901籽粒谷蛋白、GMP含量、HMW-GS含量、面粉沉淀值、粉质仪参数和拉伸仪参数显著高于山农1391。灌溉能显著提高藁城8901面粉沉淀值、粉质仪参数和拉伸仪参数,山农1391面团流变学特性对灌溉的反应较迟钝,这与不同灌溉处理对不同品种籽粒醇溶蛋白、谷蛋白、GMP和HMW-GS含量的影响密切相关。