1BL/1RS易位系HMW-GS组成与品质分析

为深入挖掘1BL/1RS易位系的品质育种潜力,对收集的300份1BL/1RS易位系的高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)组成及其品质性状进行了分析。在300份1BL/1RS易位系 Glu-1位点上共检出12种HMW-GS类型和27种HMW-GS组合,表明这些1BL/1RS易位系具有较高的遗传多样性。在 Glu-A1位点上,亚基Null和1亚基的出现频率分别为47.67%和52.33%; Glu-B1位点有7种等位变异,其中出现频率最高的为7+9亚基对(58.67%); Glu-D1位点有3种等位变异, 2+12亚基对为主要类型,出现频率为71.33%。亚基组合类型中,"Null/7+9/2+12"的出现频率最高(31. 67%)。 Glu-A1、 Glu-B1和 Glu-D1编码优质HMW-GS的比例分别为52.33%、38.34%和16.00%,其中31份1BL/1RS易位系在3个位点均编码优质HMW-GS类型。300份1BL/1RS易位系的品质变异范围较大,有9份材料具有较高的品质育种价值。     

微量沉淀值和麦谷蛋白亚基组成对面包烘烤品质的效应

为快速高效地改良中国小麦品种的面包烘烤品质,将72份冬小麦品种(系)于2000～2001年度分别种植于河南郑州和山东济南,分析了它们的蛋白质品质和面包烘烤品质,评价了蛋白质含量、微量沉淀值及高、低分子量麦谷蛋白亚基组成对面包烘烤品质的作用.结果表明,总体上中国冬小麦品种的蛋白质含量和微量沉淀值中等偏高,面包烘烤品质则较差,品种间差别较大.高、低分子量麦谷蛋白亚基的等位变异与面包烘烤品质密切相关,Glu-Dl位点具有5 10亚基和Glu-B3位点具有h亚基的品种,其面包各烘烤品质参数均显著优于具有其他亚基的品种,而Glu-B3j亚基(即1B/1R易位)对微量沉淀值、比沉淀值和面包体积、颈高、外观、质地、结构、色泽、评分等品质参数均具有较大的负向作用.沉淀值对非1B/1R易位系面包体积和评分的作用远大于蛋白质含量的贡献,而单位蛋白质含量的沉淀值即比沉淀值对1B/1R易位系的面包体积和评分更重要.在育种中应针对非1B/1R易位系和1B/1R易位系采用不同的品质改良策略,对非1B/1R易位系可考虑通过提高沉淀值,对1B/1R易位系则应考虑通过提高比沉淀值来改良面包烘烤品质.     

优质高分子量麦谷蛋白亚基1Dx5 1Dy10的分子检测

为给优质强筋小麦的选育提供高效、快速、稳定的选择手段,以已知高分子量麦谷蛋白亚基组成的10个小麦品种为材料,比较了5个已报道的高分子量麦谷蛋白亚基1Dx5(1Dy10)的PCR分子标记,并对12个DNA模板进行了分子检测.结果表明,在5个分子标记中,有1个分子标记是非特异的,有2个分子标记是显性的特异标记,另2个则是共显性的分子标记.其中,由引物Dx-F、Dx5-F和Dx-R组成的共显性标记,能稳定地扩增出5亚基和非5亚基的特异序列,并且无非特异PCR产物,是用于高分子量麦谷蛋白亚基1Dx5分子检测的最理想标记.     

60Co-γ射线诱变小麦M3代品质性状的遗传变异分析

为探讨~(60)Co-γ射线辐射处理对郑麦9023的诱变效应,用200 Gy的~(60)Co-γ射线辐射处理郑麦9023干种子,对M_3代群体166个株系的籽粒蛋白质含量、湿面筋含量、硬度、沉降值、高分子量谷蛋白(GMP)含量、脂肪氧化酶(LOX)活性和多酚氧化酶(PPO)活性共7个品质性状进行了遗传变异分析及高分量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)鉴定。结果表明,M_3代群体籽粒的蛋白质含量、湿面筋含量、LOX活性均值高于亲本,硬度、沉降值、GMP含量和PPO活性均值低于亲本。以超过群体均值±1.96×标准差[P(|u|≥1.96σ)≤0.05]为标准确定变异株系,蛋白质含量和湿面筋含量仅发生正向变异,发生变异的株系分别为5个和3个;硬度没有产生正向变异,发生负向变异的株系有7个。M_3代群体中发生高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)变异株系6个,亚基组成从郑麦9023的Null/7+8/2+12突变为1/7+8/2+12,品质得分提高了2分。在M_3代群体中筛选出13个强筋小麦株系,无弱筋小麦突变体。说明~(60)Co-γ射线可以诱导蛋白质亚基发生变异,拓宽小麦的遗传基础。     

小麦体细胞杂种渐渗系F6代高分子量谷蛋白亚基组成与位点变异研究

为了发掘新的小麦高分子量谷蛋白用于面粉优质育种工作,本文测定了小麦/长穗偃麦草体细胞杂种共322个株系的高分子量麦谷蛋白亚基（HMW-GS）组成,并根据Payne等人1987年制定的小麦品质评分标准进行了品质评分。结果表明,体细胞杂种株系在Glu–A1,Glu–B1和Glu–D1位点上的遗传变异率分别为0.52,0.58和0.46,一共出现了27种不同的亚基组成形式,其中H1AxNull,H1Bx7+H1By9,H1Dx2+H1Dy12（同亲本小麦济南177）出现的频率最高,而H1Ax2*,H1Bx7+H1By8+H1By9,H1Dx2+H1Dx5+H1Dy12出现的频率最低;H1Dx5+H1Dy12出现的频率约为33.5%;在与优质可能相关的亚基组合当中,H1Bx13+H1By16出现的频率约为31.1%。由于1Dx5+1Dy12尚未有品质评分,因此,部分株系无法给出分数。该实验结果表明通过体细胞杂交可以产生大量的高分子量谷蛋白亚基/组合变异,这将有助于今后小麦面粉品质育种工作。     

黑龙江省春小麦主要品质性状和慢锈抗病基因的分子标记检测

1B·1R易位系、高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)、多酚氧化酶(Polyphenol oxidase,PPO)活性、黄色素含量等因素都对小麦加工品质有重要影响,慢锈基因Lr34既抗叶锈,又抗条锈、白粉和秆锈病.为了明确这些基因在黑龙江小麦品种中的分布,并为优质抗病小麦分子标记辅助育种提供材料和方法,本研究利用高分子量谷蛋白亚基Dx5 、By8、1B·1R易住系、PPO、PSY基因和Lr34位点的特异性分子标记对黑龙江省不同地区的169份小麦品种进行鉴定.结果表明,Dx5亚基的频率为43.2％,By8亚基的频率为30.8％,1B·1R易位系的频率为4.7％,Ppo-A1b的频率为33.1％,Psy-A1b的频率为33.7％,含Lr34位点的频率为24.9％;不含1B·1R易位系、同时又具有Dx5和By8、Ppo-A1b、Psy-A1b及Lr34位点的品种只有2份,占1.2％.     

小麦品种面筋强度、黄色素含量和PPO活性相关基因的分子检测

为给小麦品质育种筛选亲本材料,并进一步验证相关标记的有效性和实用性,利用5个小麦品质性状基因的分子标记[包括高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)Dx5和By8标记、1B/1R易位系特异性SCAR标记、位于7AL染色体与黄色素含量相关的八氢番茄红素合成酶(Phytoene synthase,PSY)基因 Psy-A1的标记 YP7A、位于2AL染色体的PPO活性基因 Ppo-A1的标记 PPO18]对157份小麦品种和优良新品系进行了基因等位变异检测.结果表明:(1)在所检测的小麦品种(系)中, Dx5、By8、1B/1R易位系、PSY和籽粒PPO活性基因等位变异存在一定差异.其中,含 Dx5的材料29份,占18.5%,含 By8和1B/1R易位系的材料分别为68和69份,占43.3%和43.9%,含低黄色素含量等位变异基因 Psy-A1b的材料42份,占26.8%,含低PPO活性等位变异 Ppo-A1b的等位变异材料78份,占49.7%;(2)157份材料中品质性状基因皆符合要求的只有一个品系(37042),聚合多个优良性状的品质改良工作急需加强;(3)本实验使用的标记均为基因特异性标记,重复性好、准确率高,可有效地应用于小麦品质改良的分子标记辅助选择.     

杂交小麦F_1与F_2品质组配规律及高分子量谷蛋白亚基组成规律的研究初报

为了探明杂交小麦F1与F2代品质的组配规律及高分子量谷蛋白亚基组成规律,选取不同品质类型的14个亲本材料,以8种设计,按照强筋×强筋、强筋×中筋、强筋×弱筋、中筋×强筋、中筋×中筋、弱筋×强筋、弱筋×中筋、弱筋×弱筋等方式组配不同杂交组合,分别测定其中8种F2代的品质以及亲本、F1代、F2代的高分子量谷蛋白亚基组成,结果表明,以优质和含有优质亚基的品种作母本对杂交小麦F2品质改良有重要作用,同时在亚基中出现了5 10亚基,其对品质有重要的影响。F1代籽粒中出现了高分子量谷蛋白亚基共显现象和不完全表达或缺失现象。经观察发现,缺失的带基本都是父本的亚基带。     

黄淮麦区部分小麦品种(系)1BL/1RS易位的分子检测

为了明确黄淮麦区小麦品种(系)中1BL/1RS易位系的分布情况,为选育优质小麦品种提供亲本选配的相关信息,利用1BL/1RS小麦-黑麦复合PCR分子标记,对211份供试材料进行了检测.结果表明,供试材料中,非1BL/1RS品种(系)118份,占55.9%;1BL/1RS品种(系)81份,占38.4%;1BL/1RS易位杂合品种(系)12份,占5.7%.各育种单位在1BL/1RS品种(系)的利用上有显著差异.在66份大面积推广的品种中易位系占45.5%,略高于全部供试材料中1BL/1RS的频率.强筋小麦品种绝大多数为非易位系.     

小麦体细胞杂种渐渗系F6代的高分子量谷蛋白亚基组成与位点变异

为了发掘新的小麦高分子量谷蛋白亚基用于品质育种,测定了小麦/长穗偃麦草体细胞杂种F₆代共322个株系的高分子量谷蛋白亚基（HMWGS）组成,并进行了品质评分。结果表明,体细胞杂种株系在GluA1、GluB1和GluD1位点上的遗传变异率分别为0.52、0.58和0.46,一共出现27种不同的亚基组合形式,其中Null、7+9、2+12（同亲本小麦济南177）出现的频率最高,而2^*、7+8+9、2+5+12出现的频率最低;5+12出现的频率约为33.5%;在与优质可能相关的亚基组合当中,13+16出现的频率约为31.1%。由于5+12尚未有品质评分,因此部分株系无法给出分数。本研究表明,通过体细胞杂交可以产生大量的高分子量谷蛋白亚基/组合变异,这有助于今后小麦品质育种工作。     

A MALDI-TOF based analysis of high molecular weight glutenin subunits for wheat breeding

High molecular weight glutenin subunits play an important role in determining wheat dough quality as they confer visco-elastic properties to the dough required for mixing and baking performance. In this work, a collection of 103 genotypes of common wheat from 12 countries was used to analyse the composition of HMW-GS by SDS-PAGE and MALDI-TOF-MS. Results indicated that MALDI-TOF technology is suitable for analyzing most HMW-GS alleles. The allelic diversity at Glu-B1 locus include subunits 6+8b^*, 7, 7+8, 7+8a^*, 7b^*+8, 7^OE, 7^OE+8, 7^OE+8a^*, 7^OE+8b^*, 7+9, 13+16, 14+15, 17+18 and 20. The rapid identification of HMW-GS capability of MALDI-TOF-MS is discussed in relation to its value for screening lines in wheat breeding programs, especially in discriminating subunits 7^OE, 8a^* and 8b^* associated with superior quality. A new glutenin subunit 7b^*+8 was found in Japanese germplasm Eshimashinriki.     

25份澳大利亚小麦种质的性状表现及利用

为给黄淮南片冬麦区小麦育种提供信息,对25份澳大利亚小麦种质于2016-2018年度在新乡进行了部分农艺性状调查,对其品质性状及优质亚基等进行了分析。结果表明,25份澳大利亚小麦种质多表现为春性,综合农艺性状较差;千粒重低于黄淮麦区高产对照品种周麦18,变化范围为31.4 g～43.1 g;湿面筋含量、面筋指数、稳定时间、弱化度的变化范围分别为28.0%～39.1%、55.2%～96.5%、4.0 min～25.0 min、5%～100%。从澳大利亚小麦种质中,筛选出了具有湿面筋含量高、面筋指数高、稳定时间长、面粉粉色白等优良品质特性的材料,鉴定出了含5+10亚基、7+8~*亚基(7超量表达亚基)、17+18亚基、13+16亚基、低PPO活性基因及 Wx-B1基因缺失等优异品质材料,筛选出了含有 Rht-D1b矮秆基因以及 Lr34和 Lr46抗叶锈基因的材料。利用澳大利亚小麦种质为改良亲本,与黄淮麦区表现突出的小麦品种配制三交或四交组合,按常规系谱方法对优良性状进行定向选择,培育出了综合农艺性状表现好、品质表现突出的小麦新品系。     

Wx-1基因变异和优质HMW-GS组合对中筋小麦品质的影响

高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)和Wx蛋白是两个影响小麦理化品质和制成品品质的重要因素。为研究HMW-GS和Wx基因变异对小麦理化品质、面条感官评分和质构特性的影响,以镇麦9号和扬糯麦1号为亲本的2个高代系为试验材料,研究了优质HMW-GS 5+10及Wx基因缺失对小麦理化品质及面条加工品质的效应。结果表明,品系1与品系2的湿面筋含量和SDS沉淀值与镇麦9号相近,但显著好于扬糯麦1号。相较于镇麦9号,品系1与品系2的直链淀粉含量分别降低了1.5%和2.5%,其峰值黏度和稀懈值均显著高于镇麦9号,膨胀势也高于镇麦9号。5+10亚基显著提高了面条质构参数中的硬度和咀嚼性,而Wx基因缺失显著提高了面条的软硬度评分和光滑性评分。综合来看,具有5+10亚基和 Wx-D1缺失型的品系2具有较高的SDS沉淀值、面团形成时间和稳定时间、较低的直链淀粉含量、较高的峰值黏度、稀懈值和膨胀势,蛋白质和淀粉综合品质表现较好。品系2面条总评分最高,显著高于镇麦9号和扬糯麦1号,其主要体现在适中的面条软硬度和较好的光滑性。推测Wx基因缺失和优质HMW-GS聚合可显著提高小麦淀粉品质和蛋白质品质,有效改善面条的蒸煮品质和感官评分。     

Glu-D1d与Wx-B1b基因聚合在强筋小麦育种中的利用

Glu-D1d与Wx-B1b基因遗传效应是面包面条兼用型强筋小麦的主要遗传基础,二者聚合可实现蛋白质(面筋)质量和淀粉特性的同步改良,并拓宽和提升强筋小麦的加工用途和商品价值。本文总结了Glu-D1d与Wx-B1b基因及其聚合对强筋小麦品质的影响,并对两个基因聚合育种策略和注意事项进行探讨,以期为面包面条兼用型强筋小麦育种提供理论依据和实践经验。     

SDS-PAGE与分子标记相结合分析宁夏小麦HMW-GS组成与变化特点

为了建立准确有效小麦HMW-GS的检测方法,提高优质小麦品种鉴定和筛选效率,以已知HMW-GS组成的16份小麦品种为对照,优化完善SDS-PAGE结合分子标记检测小麦HMW-GS的方法,并对103份宁夏小麦品种进行了验证和分析。结果表明,8.5%的分离胶可以有效区分除了 Glu-B1位点的7^*、7^OE与8^*亚基之外的其他亚基,分辨效果优良;SDS-PAGE结合 Bx7^OE、 Bx7^*/Bx7和 By8基因的分子标记可以准确鉴定小麦HMW-GS。在103份宁夏小麦品种中,发现15种HMW-GS和29种组合类型;首次在该地区小麦品种的 Glu-B1位点检测出了携带7^OE、7^*和8^*亚基的品种;1/17+18/5+10为当地小麦HMW-GS的优势亚基组合类型,占20%。自1970年至2010年,HMW-GS的优质亚基（1、17+18和5+10）的出现频率呈明显增长趋势;宁夏小麦的HMW-GS种类和优质亚基出现频率随品种更换呈增加趋势。综上所述,分离胶浓度为8.5% 的SDS-PAGE和 Bx7^OE、 Bx7^*/Bx7和 By8分子标记的方法可准确有效地检测小麦HMW-GS组成,此方法可用于优质小麦品种的鉴定和筛选。     

甘肃小麦品种（系）面筋强度和糯蛋白基因分布规律研究

高分子量麦谷蛋白、 1B/1R易位系和糯蛋白基因是影响小麦面包、面条和馒头加工品质的重要因素。为明确甘肃省小麦品种（系）品质状况,用 Dx 5、 By8、 By9、Bx7^OE、 1B/1R、Wx等基因的特异性分子标记鉴定其对应基因在甘肃4个麦区298份小麦材料中的存在状况。结果表明,甘肃省小麦品种（系）中被检测基因分布频率在不同生态区域存在一定差异,从西部到东南部, Dx 5、 By8、Bx7^OE、 Wx-B 1b基因的检出频率逐渐降低,而 By9基因和1B/1R易位系检出频率逐渐升高;春小麦中 Dx 5（46.4%）、 By8（26.1%）、Bx7^OE（1.4%）、 Wx-B 1b（14.4%）基因的检出频率明显高于冬小麦中 Dx 5（26.3%）、 By8（25.0%）、Bx7^OE（0）、 Wx-B 1b（7.5%）基因的检出频率;但春小麦 By9（34.8%）基因、 1B/1R易位系（27.5%）检出频率低于冬小麦 By9（41.3%）、 1B/1R（38.8%）的被检出频率。面筋强度和糯蛋白基因的分布频率表明甘肃省小麦品种（系）用于加工面包、面条和馒头的品质状况较差,且从西部到东南部品质逐渐变劣,春小麦品质优于冬小麦。甘肃省大部分小麦品种（系）仅适宜于加工普通馒头和面条。     

57份陕西新育成小麦品种（系）HMW-GS组成及品质分析

为探究陕西关中地区小麦HMW-GS亚基与品质性状间的关系,采用SDS-PAGE法对57份陕西关中地区小麦品种（系）HMW-GS亚基组成及相关品质性状进行了分析。结果表明,供试品种（系）中共检测出7种HMW-GS亚基类型和8种HMW-GS亚基组合;Glu-A1位点上有3种亚基类型,分别为1、2^*和Null,以1亚基为主（78.95%）;Glu-B1位点上检测到7+8（61.40%）与7+9（38.60%）两个类型;Glu-D1位点上检测到5+10（70.18%）和2+12（29.82%）两个类型。3个HMW-GS基因位点编码亚基共组成8种亚基组合,品质得分6～10分,其中1/7+8/5+10组合品质得分10分,出现频率最高。就HMW-GS不同位点对品质性状效应进行分析发现,Glu-D1位点对b^*值、形成时间、稳定时间、弱化度和粉质质量指数的影响达到极显著水平（P＜0.01）;对面团流变学特性的影响,Glu-D1>Glu-B1。不同类型亚基对小麦品质的效应存在差异,7+8亚基对蛋白质含量、湿面筋含量和容重具有正效应,7+9和5+10亚基对形成时间和稳定时间的影响显著高于其他亚基（P＜0.05）;携带1/7+8/5+10亚基组合小麦的蛋白质、湿面筋含量和容重最高;携带1/7+9/5+10亚基组合具有较高面粉L^*值和面团流变学特性指标值。     

宁夏引黄灌区冬小麦谷蛋白亚基组成和1BL/1RS易位分析及品质性状研究

为全面了解宁夏引黄灌区冬小麦品质概况,为冬小麦品质改良和粮食生产提供理论依据。选用冬小麦主栽品种、亲本材料和高代品系30份。用SDS-PAGE分析了其中18份材料的HMW—GS、LMW—GS组成和1BL／1RS易位系分布状况。并对23个冬小麦品种的营养与加工品质进行了研究。结果表明,2#、7＋9、2＋12、Glu-A3a、Glu-A3c、Glu-B3h和Glu—B3j在宁夏引黄灌区冬小麦中分布较广,1BL／1RS易位系分布相当普遍。分布频率为27．8％。参试品种的籽粒硬度、面粉PPO活性、SDS沉淀值、形成时间、稳定时间和评价值的变异范围较大,变异系数分别为25．37％、33．68％、21．42％、26．58％、43．95％和29．31％。多数冬小麦品种（系）的千粒重、出粉率和湿面筋含量低于对照宁春4号。而蛋白质含量、SDS沉淀值、吸水率和稳定时间优于宁春4号。供试品种（系）中。HMW-GS品质评分、籽粒硬度、蛋白质含量、SDS沉淀值均较高,并且不含1BL／1RS易位系的有烟优361、济麦20、鲁875067和923—9等,可用于宁夏引黄灌区冬麦品质改良。     

CIMMYT小麦种质农艺及品质性状分析

为给黄淮南片冬麦区小麦育种提供种质信息,将1 328份CIMMYT国际面包小麦观察圃(IBWSN)的种质于2011-2015年度种植于黄淮南片冬麦区的新乡,调查了42^nd ～46^th国际面包小麦观察圃种质的主要农艺性状和抗病性,分析了45^th国际面包小麦观察圃种质的品质表现及优质亚基基因状况。结果表明,CIMMYT国际面包小麦观察圃种质均表现为春性,综合农艺性状差;株高不低于80 cm,大多数（84.6%）在90～110 cm之间;千粒重高于45.0 g和50.0 g的比例分别为28.4%和10.0%。CIMMYT国际面包小麦观察圃种质的花期与黄淮南片冬麦区品种一致,多数小麦种质白粉病发生比较轻。45^th国际面包小麦观察圃种质的湿面筋含量为23.6%～41.6%,其中,13.2%的小麦种质湿面筋含量大于35.0%,40.8%的小麦种质湿面筋指数不低于80.0%;49.7%的小麦种质携带Dx5+Dy10基因,3.0%的小麦种质携带Bx7^OE 基因;有 10个小麦种质含有优质5+10亚基及7超量表达亚基,可作为优质亲本改良黄淮南片冬麦区高产品种。     

小麦-冰草异源衍生系籽粒蛋白质特性分析

为了研究小麦-冰草异源衍生系的蛋白质品质性状,以大面积推广的6个小麦品种为对照,采用国际(ICC)标准和常规分析方法,对16个小麦-冰草异源衍生系的蛋白质组分、湿面筋含量、SDS沉淀值、谷蛋白溶涨指数(SIG)以及高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)组成等蛋白质品质特性进行了系统分析.结果表明,小麦-冰草异源衍生系平均蛋白质含量为11.60%,略高于对照品种的平均值(11.31%);蛋白质组分中,清蛋白、谷蛋白的平均含量分别为26.02%和44.15%,略高于对照品种,球蛋白、醇溶蛋白的平均含量分别为5.96%和24.30%,略低于对照品种;湿面筋含量、SIG的平均值显著高于对照品种;SDS沉淀值的平均值略高于对照品种;HMW-GS电泳分析显示,含有7 8优质亚基、亚基总评分为8分的小麦-冰草异源衍生系占81.25%.16个衍生系中,1-1-7、10-36、10-78、20-1-1-2和20-1-1-2-4的蛋白质含量、湿面筋含量、SDS沉淀值、SIG值均高于对照品种的平均值,HMW-GS组成均为1/7 8/2 12,可作为小麦优质蛋白质基因的供体.