河北省小麦品种高分子量谷蛋白亚基组成分析

高分子量麦谷蛋白(HMW-GS)亚基组成是决定小麦加工品质的重要蛋白组分,对小麦品质具有重要影响。本研究利用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)方法分析了148份河北省小麦品种的高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)组成及其历史变化。结果表明:在148份小麦品种中共检测到16种HMW-GS亚基和43种亚基组合。在Glu-A1位点,有3种亚基类型,以null和1亚基为主;Glu-B1位点有7种亚基类型,以"7+9"和"7+8"亚基为主;Glu-D1位点有6种亚基类型,以"2+12"亚基类型为主。在43种亚基组合中,以"null、7+9、2+12"组合为主,其他亚基组合尤其是与品质有关的亚基组合相对较少。从河北省小麦品种HMW-GS的历史演变来看,优质蛋白亚基及其组合虽然近年来有所提高,但仍需进一步加强。     

基于相对迁移率的节节麦高分子量谷蛋白亚基组成分析

高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)是影响小麦烘烤品质的重要因素。新的HMW-GS变异类型的发现和利用,有助于优质小麦品种的培育。然而,目前HMW-GS新变异类型众多、对照标准材料多样,导致传统数字命名系统分辨率严重降低。本研究通过利用HMW-GS的条带与中国春1Dx2条带的迁移率比值作为相对迁移率来表示亚基类型,进而提高HMW-GS的分辨率,并且不需要除中国春以外的其它对照材料。在158份节节麦中,成功检测到了64种亚基类型和127种亚基组合。对这些亚基组合进行聚类分析,结果显示在遗传相似系数(GS)为0.003的水平上可将其划分为9个类群。上述结果表明,本研究采用的基于相对迁移率的亚基表示方法,能有效区分SDS-PAGE胶上距离较近的蛋白条带,可为麦类作物HMW-GS变异类型的发掘提供新的手段。     

Effect of nitrogen application rate on content of glutenin macropolymer and high molecular weight glutenin subunits in grains of two winter wheat cultivars

Two winter wheat (Triticum aestivum L.) cultivars differing in grain protein content were selected to study the effect of N application rate on changes in contents of glutenin macropolymer (GMP) and high molecular weight glutenin subunits (HMW-GS) during grain filling. Contents of GMP and HMW-GS were much higher in the high GPC cultivar, Xuzhou 26, than those in low GPC cultivar, Ningmai 9. N increased contents of GMP and HMW-GS in Xuzhou 26 with N rate between 0 and 300 kg ha⁻¹, while at the very high N rate of 300 kg ha⁻¹ the contents of GMP and HMW-GS in Ningmai 9 decreased. The high contents of GMP and HMW-GS at maturity were closely related to the rapid increase in contents of GMP and HMW-GS during the initial period of their synthesis. HMW-GS and GMP content were closely correlated. The total HMW-GS content was important in determining GMP content than the content of any HMW-GS pair or any individual HMW-GS present in the selected cultivars. The pattern of response of GMP content to N application rate was closely related to the regulatory effect of N on HMW-GS synthesis.     

小麦低分子量谷蛋白一级结构分析

用数学统计方法和蛋白质序列分析软件对部分已测序的17种低分子量走谷蛋白亚基含氮量、氨基酸含量及一级结构序列进行比较分析。以期从氨基酸层次上揭示其结构和功能及进化上的关系．结果表明：(1)其平均含氮量为17．8％;(2)氨基酸含量基本恒定。以谷氨酰胺的含量最多。且常连接在一起;(3)存在119个保守性氨基酸残基扣两个保守性片段。一个是“QQQ-PPFSQQ”。一个是“IP-VHPSILQQLNPCKVFLQQ—C—P—AM-Q-LARSQM-QS-CHVMQQQCCQQL—QIPQQSRYEAI-AI-YSIILQEQQ”(“-”表示各序列中不同的氨基酸);(4)X84960、X84961、Y14104;X13306、U86025、U86027、U86029两组亚基序列中各具有一定程度的同源性。     

南疆小麦品种(系)的HMW-GS组成及分布

为了给新疆优质小麦品种的选育和改良提供科学依据，应用SDS-PAGE方法对来源于南疆的169个小麦品种(系)的HMW-GS组成与分布进行了系统分析。结果表明，Glu-A1住点有两种等位变异类型Null和1；Glu-B1住点有7、7 8、7 9、6 8、17 18、14 15、21共7种等住变异类型，且主要以7 8和7 9为主；Glu-D1位点有2 12、4 12、5 i0、2 10、2．2 12共5种等位变异类型，且以2 12和5 10为主。本文还研究了这些HMW-GS(或组成)出现的频率和特点。     

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。     

小麦品种高分子量谷蛋白亚基的组成分析

利用SDS—PAGE电泳分析了49个国内外小麦品种的高分子量谷蛋白亚基组成。结果表明：39个国内小麦品种中,5 10亚基的频率这64％。不同面筋强度的小麦品种高分子量麦谷蛋白亚基组成存在明显差异,强筋品种含有较多的1或2^*、7 8或17 18或14 15、5 10亚基组合类型,亚基总评分一般为9～10分;弱筋品种含有较多的Null、7 9、2 12亚基组合类型,亚基总评分一般为5～8分;中筋品种则处于中间类型,亚基总评分差异较大。然而,有些中筋甚至弱筋小麦品种也含有5 10亚基或者一般强筋品种才具有的亚基组合,有的强筋小麦品种反而没有5 10亚基,说明低分子量的谷蛋白亚基和醇溶蛋白质组分对面筋强度也具有重要作用。     

小麦高分子量谷蛋白亚基1Dx5基因在大肠杆菌中的表达

为了给小麦优质亚基研究奠定基础,将高分子量谷蛋白亚基1Dx5基因的核苷酸序列与载体pRSET A重组,将构建好的质粒转化大肠杆菌BL21(DE3)pLysS菌株,通过IPTG使其得到了成功表达.大肠杆菌中表达的1Dx5亚基在SDS-PAGE上与小麦品种钱尼中的1Dx5亚基具有相似的迁移率.用Western blot技术成功检测到了目的基因产物.通过改变IPTG浓度、诱导时间、培养基成分及初始菌液浓度研究了最适表达条件.结果表明,最适表达条件为:LB培养基,菌液初始浓度(OD600)0.4～0.6,IPTG浓度0.4mmol/L,诱导时间为3～5 h.     

The low-molecular-weight glutenin subunits of wheat gluten

Low-molecular-weight glutenin subunits (LMW-GS) are polymeric protein components of wheat endosperm and like all seed storage proteins, are digested to provide nutrients for the embryo during seed germination and seedling growth. Due to their structural characteristics, they exhibit features important for the technological properties of wheat flour. Their ability to form inter-molecular disulphide bonds with each other and/or with high-molecular-weight glutenin subunits (HMW-GS), is important for the formation of the glutenin polymers, which are among the biggest macromolecules present in nature, and determine the processing properties of wheat dough. Explanation of the structural basis for these correlations continues to intrigue researchers and, while earlier emphasis had been on HMW-GS, considerable attention is now being focused on the LMW-GS.LMW-GS are a highly polymorphic protein complex, including proteins with gliadin-type sequences. Difficulty in separating single components, arising from the complexity of the group, has limited the characterisation of the individual proteins and the establishment of clear-cut relationships with quality parameters.Here we review results concerning different aspects of LMW-GS, including their structural characteristics, genetic control, and relationships with quality parameters. In addition, we emphasise the distinction between the components with sequences unique to the LMW-GS fraction and those behaving like glutenin subunits (incorporated into polymers), but with sequences corresponding to gliadins.     

粗山羊草高分子量谷蛋白亚基组成分析

为了发现能够用于小麦品质改良的优异高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS),应用SDS-PAGE技术分析了47份粗山羊草Glu-Dt1位点的HMW-GS组成,分别检测到5种x-型亚基(1.1t、1t、1.5t、2t、3t)和4种y-型亚基(10.1t、11t、12t、12.4t).其中,1Dx1.1t是1种新的x-型亚基,它的迁移率比普通小麦的1Ax1亚基稍慢,这是目前在粗山羊草中发现的分子量最大的HMW-GS.供试粗山羊草中有8种HMW-GS组合类型:1.1t 11t、1t 11t、1.5t 12t、2t 10.1t、2t 11t、2t 12t、2t 12.4t和3t 11t.其中,1.1t 11t和2t 12.4t未见报道.