新疆冬小麦地方品种高分子量谷蛋白亚基等位变异及其品质分析

[目的]对新疆小麦地方品种高分子量麦谷蛋白亚基( HMW - GS)等位变异及其小麦品质的关系进行研究,为新疆小麦品质改良提供参考依据.[方法]选用新疆冬小麦地方品种68份,在已分析HMW - GS组成的基础上,对其理化特性和面团流变学特性进行检测.[结果]新疆冬小麦地方品种资源的HMW - GS等位变异对蛋白质含量、湿面筋含量、干面筋含量、面筋指数、面团韧性和形成时间等品质性状影响较小,没有显著差异(P＞0.05);对面团延伸性、变形功、配置比、弹性指数、稳定时间和弱化度等加工品质性状均有显著影响(P＜0.05).就单个亚基而言,在Glu - Al位点,亚基≥2*亚基;在Glu - Bl位点,7+8亚基＞6+8亚基≥22亚基;在Glu - Dl位点,5+10亚基≥2.6+12亚基＞2+12亚基.亚基组合/7+ 8/2.6+ 12具有较好的加工品质性状.[结论]新疆冬小麦地方品种HMW - GS等位变异及其品质效应能为新疆小麦品质改良提供依据.     

宁夏灌区小麦品种高分子量谷蛋白亚基组成分析

对宁夏灌区育成的18个春小麦品种，采用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS—PACE)技术进行了高分子量谷蛋白亚基(HMW—GS)组成分析，结果表明：宁夏育成小麦品种高分子量谷蛋白亚基具有较丰富的遗传变异类型，共检测到9种亚基和12种亚基组合类型，各亚基出现频率不尽相同，Clu—A1位点的1亚基出现频率较多，占55％，2^*亚基出现频率较少，占33％，Glu—B1位点上17 18、7 8亚基出现频率较少．各占33％，Glu—D1住点上5 10亚基出现频率最多．占72．2％。对品种的亚基组成进行的品质评分结果表明：宁夏灌区小麦品种品质评分在5-10分之间，平均为8．7分。本研究筛选出优质亚基组合类型2^*、17 18(7 8)、5 10的品种4个，1、17 8(7 8)、5 10的品种5个。     

小麦高分子量谷蛋白1Dx5亚基特异PCR标记

本研究为1Dx5亚基基因(Glu—Dl-1b)设计了一对特异引物，对HMW—GS在Glu—Dx1位点已知的11个小麦品种进行了PCR扩增，以检测PCR标记的准确性。结果表明，凡具有1Dx5亚基的4个品种都能扩增出一条450bp的特异带，而其它品种则不能扩增出这一特异带．与HMW—GS的蛋白质电泳结果一致。用这一特异标记对山东省推广种植面积较大的35个品种进行PCR检测．发现仅有9个品种携带1Dx5基因，占待测材料总数的25．7％，明显低于北美小麦品种。研究发现，与蛋白质的HMW—GS标记相比．PCR标记更快速、简便、准确。     

小麦低分子量谷蛋白亚基(LMW-GS)的遗传及其与品质的关系

对小麦低分子量谷蛋白亚基 (L MW- GS)的遗传及其与品质的关系加以综述。小麦低分子量谷蛋白亚基可分为 B组 L MW- GS、C组 L MW- GS和 D组 L MW- GS。编码位点分别为 Glu- 3位点、Gli- 1位点、Gli- 2位点和 Glu- 2位点。硬粒小麦中 D组 L MW- GS由 Gli- 3位点编码 ,Glu- D4位点和 Glu- D5位点分别编码 ,分子量分别为 30 k D和 33k D亚基。Glu- B2和 Glu- B4编码一些中迁移率 B组 L MW- GS。普通小麦中 Glu- A3位点上有 6个等位基因 ,Glu- B3位点上有 9个等位基因 ,Glu- D3位点上有 5个等位基因。L MW- GS对品质具有重要作用 ,对品质贡献与 HMW- GS极为相似。通过低分子量谷蛋白亚基的变异分析可得到 Glu- 3各等位基因位点与品质指标的相关性。Gli- A1和 Glu- A3位点发现重组率为 1.70± 0 .90 %。Gli- B1和 Glu- B3位点之间的重组率为 2 %。Glu- D3和 Gli- D1之间未发现明显重组。     

高分子量谷蛋白亚基组成及其含量与小麦品质关系研究

 测定了国内外 2 33份小麦面粉样品的沉降值、谷蛋白大聚体 (GMP)含量及其高分子量谷蛋白亚基(HMW GS)组成与含量。结果表明 ,国内小麦品种 (系 )A1位点亚基 1出现的频率最高 ,而亚基 2 出现的频率较低 ;B1位点 7+8亚基对出现的频率最高 ,其次是 7+9亚基对 ;D1位点 2 +12亚基对出现的频率高于其它亚基对。亚基组成与品质关系密切 ,亚基评分与HMW谷蛋白总量、沉降值和GMP含量的相关均达到极显著水平。HMW GS含量与小麦品质相关性更高 ,5 +10亚基对含量与品质的相关性明显高于其它亚基对 ,2 +12、7+8、7+9、4 +12亚基对含量与品质的相关性也达到极显著水平。GMP含量测量简单 ,用样量少 ,且与沉降值、HMW谷蛋白总量、X 型、Y 型亚基含量和多种亚基及亚基对含量呈显著正相关 ,可作为小麦品质早代选择的指标。     

不同亚基组合小麦成熟期籽粒GMP及蛋白质含量的动态变化

根据小麦籽粒蛋白质HMW - GS的Glu - D1位点亚基组合不同分类,分析“2+12”和“5+10”HMW - GS亚基组合小麦籽粒谷蛋白大聚合体(GMP)和蛋白质及其组分含量的变化规律,结果表明:不同亚基组合小麦GMP花后动态不同,但总体表现为上升趋势,成熟期籽粒GMP含量最高,相同亚基组合的GMP动态变化基本一致,GMP含量的动态变化与GMP/Pr基本一致;籽粒灌浆过程中蛋白质含量呈“高一低一高”变化趋势,不同亚基组合小麦蛋白质含量最低值出现时间不同,“5+10”亚基组合小麦蛋白质含量最低值出现的时间早于“2+12”亚基组合小麦.     

小麦新高产品系的高分子谷蛋白亚基结构分析

应用SDS PAGE分析了 2 1个高产新品系高分子量谷蛋白亚基 (HMW GS) :其等位基因频率分别为 :Glu A1a(71% )、Glu A1b(2 9% ) ;Glu B1b(9 5 % )、Glu B1c(43% )、Glu B1d(9 5 % )、Glu B1e(38% ) ;Glu D1a(43% )、Glu D1c(5 % )、Glu D1d(5 2 % )。优质亚基组合 1,7+9,5 +10占 33%。 2 1个品系中 1R/ 1B易位系占 95 % ;高产、优质、抗病品系R5 7达面包小麦标准 ,宜重点推广利用 ,R5 9高产、高抗 ,并具强弹基因可作为面条或馒头小麦推广利用。此外 ,2 1个品系中有 8个品系具 2 0亚基 ,应引起注意。结果表明通过引入优质谷蛋白亚基 ,重建四川小麦高分子谷蛋白亚基结构来改良四川小麦品质是完全可行的     

一对普通小麦姊妹系及其衍生的HMW-GS 近等基因系中Glu-A1位点1和2* 亚基对烘烤品质的影响

黑龙江省小麦品系克90－513和克90－514是一对形态和农艺性状极基相近的姊妹系，两者的A－PAGE图谱相同。SDS－PAGE分析只发现两者在Glu－A1位点和在SDS－PAGE图谱低段上各有一差异，克90－513和克90－514的HMW麦谷蛋白亚基分别为2^*，7＋8，2＋12和1，7＋8，2＋12。通过对克90－513、克90－514及它们杂交后代衍生的Glu－A1位点HMW－GS近等基因系的研究，分析了1亚基和2^*亚基对烘烤品质的影响，讨论了它们在黑龙江省优质小麦育种中的应用。     

普通小麦高分子量麦谷蛋白亚基遗传变异及与其它性状的关系

本研究应用SDS—PAGE技术分析了国内外757个普通小麦品种的高分子量(HMW)麦谷蛋白亚基组成。发现了部分罕见带和带型。在亚基组成间,绝大多数品质性状存在显著差异,绝大多数农艺性状无显著差异。根据较多品质性状制订了既考虑位点作用又顾及等位基因影响的新的Glu—1品质评分系统。我国小麦品种,尤其是地方品种很少具有优质亚基5+10或1或2,这解释了我国小麦一般烘烤品质较差的部分原因。HMW 亚基在开花后9～13 d 内开始出现,亚基一旦形成以后不再消失。本文还对品质改良策略和SDS—PAGE 在育种实践中的应用进行了讨论。     

高、低分子量麦谷蛋白亚基等位变异对小麦加工品质性状的影响

 以面包加工品质差异较大的普通小麦DH群体 (Pavon×Avocet) ,其等位变异位点为Glu A1(N和 2 )、Glu B1(7+8和 17+18)、Glu D1(2 +12和 5 +10 )、Glu A3(a和b)和Glu B3(b和h) ,研究了HMW GS和LMW GS等位变异对小麦加工品质的影响。结果表明 ,HMW GS和LMW GS等位变异对籽粒蛋白质含量和SDS沉降值的影响未达显著水平 ,对和面时间与耐揉性的影响达 1%显著水平。按位点贡献大小排序 ,Glu D1>Glu B1>Glu     

小麦属G组染色体编码的高分子量谷蛋白亚基多态性

用SDS－PAGE和PCR扩增方法对提莫菲维小麦和阿拉拉特小麦G组染色体编码的高分子量谷蛋白亚基（HMW－GS）的多态性进行了研究。无论从蛋白质水平还是从DNA水平来看，G组染色体编码的HMW－GS都存在遗传多样性，15个供试材料表现出8种表型，并与普通小麦和硬粒小麦的HMW－GS不同，为了研究G组染色体编码的HMW－GS与小麦品质的关系；利用普通小麦的Glu-1Y位点中部重复结构区的保守序列设计的2个特异性引物对G组染色体进行PCR扩增可以鉴别Glu-1G位点的等位基因变异，且与SDS－PAGE的结果一致。     

密穗小麦高分子量谷蛋白亚基组成分析密穗小麦高分子量谷蛋白亚基组成分析

采用十二烷基硫酸钠 -聚丙烯酰胺凝胶电泳 ( SDS- PAGE)方法 ,分析了 32份密穗小麦的高分子量谷蛋白亚基 ( HMW- GS)组成。在 3个位点上一共检测到 12种不同的亚基类型。在 Glu- B1位点上 ,密穗小麦的高分子量谷蛋白亚基组成具有其明显的组成特点 ,表现为 2 1和 13+16亚基出现频率较高 ,分别为 34 .83%和 18.75% ,而这 2种亚基在普通小麦和斯卑尔脱小麦中为极稀有亚基 ;密穗小麦在 Glu- A1和 Glu- D1位点上的主要亚基变异形式与普通小麦相似 ,即以 null( Glu- A1)、2 +12和 5+10 ( Glu- D1)为其主要变异形式。另外 ,本研究还筛选出了 7份具有 5+10优质亚基的材料 ,这将为提高密穗小麦与普通小麦种间杂交种的品质杂种优势提供了材料基础。最后讨论了密穗小麦的起源     

Composition and Content of High-Molecular-Weight Glutenin Subunits and Their Effects on Wheat Quality

Sedimentation values, flour glutenin macropolymer (GMP) contents, composition and contents of high-molecular-weight (HMW) glutenin subunits (GS) of 233 flour samples were determined. Our data indicated that subunit 1 occurred more frequently at Glu-A1, subunit pair 7 + 8 at Glu- B1 and 2 + 12 at Glu-D1. The significant relationships between Glu-1 quality score and total HMW glutenin content, sedimentation value and GMP content suggested that the composition of HMW-GS affects wheat quality strongly. Moreover,the total content of HMW-GS was correlated with certain quality parameters more significantly. Relationship between subunit 5 + 10 content and breadmaking quality was better than others, but 2 + 12, 7 + 8, 7 + 9 and 4 + 12 also correlated with certain quality parameters significantly. The contents of total HMW-glutenin, x-type subunits and y-type subunits related with sedimentation value, flour GMP content, and Glu-1 quality score more strongly than that of individual subunit or subunit pair. The flour GMP content, with excellent correlation to sedimentation value, total contents of HMW glutenin, x- and y-type subunits and many other quality parameters, could be an ideal indicator of breadmaking quality at earlier generations for breeding purpose for its simple procedure and small scale.     

小麦品种麦谷蛋白亚基的遗传变异分析

分析了９６个小麦品种高、低分子量麦谷蛋白亚基组成的及其分布规律,结果表明：强面筋品种与普通品种在高分子量及低分子量麦谷蛋白亚基组成上存在明显差异。强面筋品种含Ｇｌｕ－Ａｌａ（１亚基）、Ｇｌｕ－Ａ１ｂ（２＾＊亚基）、Ｇｌｕ－Ｂ１ｂ（７＋８亚基）、Ｇｌｕ－Ｂｌｉ（１７＋１８亚基）、Ｇｌｕ－Ｄｌｄ（５＋１０亚基）、Ｇｌｕ－Ａ３ｂ和Ｇｌｕ－Ｄ３ｃ的频率较高,而普通品种则含Ｇｌｕ－Ａｌｃ（Ｎ）、Ｇｌｕ－Ｂｌ     

两个小麦-黑麦远缘杂交高代抗病株系的贮藏蛋白分析

通过SDS PAGE、A PAGE方法对两个小麦 -黑麦远缘杂交高代抗病株系 98- 110 4、98- 917共 2 6个材料的高分子量谷蛋白亚基的组成、醇溶蛋白Gli B1l特异位点的有无分别进行了分析。结果表明 ,在这 2 6个材料的Glu A1、Glu B1、Glu D1位点上分别检测到了 2、3、2个等位基因 ,在每个位点上 ,出现频率最高的等位基因分别为Glu A1a(96 15 % )、Glu B1b(92 30 % )、Glu D1d(84 6 2 % )。Nei’s遗传变异系数H分析表明 :供试材料在Glu D1位点上变异最大 ,其次是Glu B1、Glu A1;其中株系 98- 110 4在Glu A1、Glu B1、Glu D1位点上的遗传变异系数H分别为 0、0 180、0 180 ,株系 98- 917在这 3个位点上的遗传变异系数H相应为 0 117、0 117、0 30 5。从高分子量谷蛋白亚基组成分析可知 ,此高代抗病株系高分子量谷蛋白亚基组合方式共有 5种 :(1、7+8、5 +10 )、(1、7+9、2 +12 )、(1、7+8、2 +12 )、(N、7+8、5 +10 )、(1、14 +15、5 +10 ) ;其中亲本A4 2 912类型 (1、7+8、5 +10 )所占比例最多 ,为80 77%。另外通过A PAGE方法检测出 4个具有亚基组成变异的材料 98- 110 4 - 9(1、7+9、2 +12 )、98- 917- 15(1、7+8、2 +12 )、98- 917- 2 7(N、7+8、5 +10 )、98- 917- 2 9(1、14 +15、5 +10 )均为 1RS/ 1BL易     

麦谷蛋白Glu-1和Glu-3位点基因等位变异对籽粒聚合体蛋白粒度分布的影响

用单向一步SDS-PAGE方法分析表明小麦品种Suneca和Cook在麦谷蛋白5个亚基位点（Glu-B1,Glu-D1,Glu-A3,Glu-B3和Glu-D3）均含不同等位基因。选用Suneca×Cook的F#-4代群体中在麦谷蛋白亚基位点均为纯合基因的60个系,研究麦谷蛋白亚基位点基因等位变异对小麦籽粒聚合体蛋白粒度大小分布（用SE-HPLC测定）的影响。结果表明：Glu-B1位点等位基因i和u,Glu-D1位点等位基因d和a,对籽粒聚合体蛋白粒度大小相对分布（用不溶聚合体蛋白占总聚合体蛋白含量的百分数表示,即UPP%）的效应存在显著差异,含Glu-Blu基因和Glu-D1d基因的系分别比含Glu-Bli和Glu-D1a的系有较大的UPP%;同样,Glu-A3位点等位基因d和b,Glu-B3位点等位基因h和b,对籽粒聚合体蛋白粒度大小相对分布的效应显著不同,Glu-A3b基因和Glu-B3b基因与较大的UPP%有关。Glu-D3位点等位基因e和b对UPP%无显著影响。Glu-1位点和Glu-3位点间对籽粒聚合体蛋白大小相对分布的影响存在累加和互作效应。     

我国部分小麦新品种(系)的高分子谷蛋白亚基遗传变异分析

利用SDS PAGE方法对我国 5 2份新育成的优质品种 (系 )的高分子谷蛋白亚基进行了分析。按照Payne的谷蛋白亚基评分标准进行了品质评分。结果表明 ,这些品种 (系 )的品质评分为 7 2 8,高分子谷蛋白变异较为丰富 ,Glu A1位有两个等位变异“N”和“1”主要为 1亚基 ,占 (73 1% ) ;Glu B1有 7+8(46 3% )、7+9(36 5 % )、2 0(5 8% )、17+18(3 8% )、13+16 (3 8% )、14 +15 (3 8% ) 6个等位变异类型 ,但主要以 7+8和 7+9为主 ;Glu D1有 5 +10 (36 6 % )、2 +12 (5 1 9% )、4 +12 (11 5 % ) 3个等位变异类型 ,以 2 +12和 5 +10为主。其结果基本反映了我国目前培育的小麦品种的谷蛋白亚基组成情况。研究还证明优质亚基 5 +10、2 亚基在我国小麦品种中的比例偏低 ,因此在育种中应加强优质的谷蛋白亲本材料的引进和利用 ,并对材料中的优质基因源在四川小麦优质育种中的应用进行了讨论