黄淮南片小麦高分子量谷蛋白亚基组成及其与品质的关系

为了解小麦高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)组成与品质之间的关系,对177份黄淮南片地区小麦品种(系)的HMW-GS组成及其品质进行了检测。结果表明,177份材料在Glu-A1位点上有3种亚基类型(N、1、2*),在Glu-B1位点上有5种亚基类型(7+8、7+9、14+15、17+18、13+16),在Glu-D1位点上有3种亚基类型(2+12、5+10、5+12),1、14+15、5+10亚基的出现频率分别为73.45%、11.86%和48.02%。1、7+8、17+18、5+10亚基对蛋白质含量、湿面筋含量、峰值曲线面积、峰高、SDS沉淀值、8min带高、8min曲线面积、形成时间、稳定时间都具有较大的正向效应。共检测到19种不同的亚基组合类型,其中1/7+8/5+10亚基组合的小麦品种(系)各项品质指标均较优,其次是1/7+8/2+12亚基组合品种(系),N/7+9/2+12和N/14+15/5+10亚基组合类型小麦的品质较差。     

相同遗传背景下7 8与17 18亚基对小麦理化品质的影响

为准确研究不同高分子量麦谷蛋白亚基（HMW-GS）对小麦品质的贡献，消除因取材不同对结果的影响，用甘春20号（1，7＋8，5＋10）和永良4号（1，17＋18，5＋10）分别进行正、反交，使其杂种后代间具有相同的遗传背景，在杂种F3代选择只有7＋8亚基和17＋18亚基差异的单株，对两种类型籽粒的理化品质进行了分析。结果表明，对于蛋白质含量、灰分含量、沉淀值、面筋含量和降落数值，7＋8亚基和17＋18亚基的贡献无明显差别，亚基效应为7＋8=17＋18；对于颗粒度和面筋指数，7＋8亚基的贡献明显大于17＋18亚基，差异达到极显著水平，亚基效应为7＋8〉17＋18；对于出粉率，17＋18亚基的贡献明显大于7＋8亚基，亚基效应为7＋8〈17＋18，差异也达到极显著水平。     

美国小麦品种高分子量麦谷蛋白亚基组成分析

为了给我国小麦品质育种工作提供有益的信息,利用SDS-PAGE技术对美国20世纪90年代128份主要推广小麦品种的高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)组成进行了研究。结果表明,在参试材料中共检测到15种不同的亚基类型。在G lu-A 1位点有N u ll、2*、1和一个未知亚基4个等位变异类型,以N u ll为主要类型;G lu-B 1有7、7 8、7 9、6 8、13 16、14 15、17 18等7个等位变异类型,以7 9为主要类型;G lu-D 1有2 12、5 10、2 10、2 未知亚基4个等位变异类型,以5 10为主要类型。同时发现共有27种亚基组合,以“2*,7 9,5 10”为主要类型。所有品种品质得分范围为4~10,平均得分为7.5。研究表明供试品种品质普遍较好。     

部分CIMMYT小麦种质材料的高分子量谷蛋白亚基分析

为了有效利用多年来引自CIMMYT的小麦种质材料,采用SDS-PAGE技术对63份CIMMYT小麦材料的高分子量谷蛋白亚基（HMW—GS）组成进行了分析。结果表明,参试材料中共有8种HMW—GS类型,Glu—A1位点上有Null、1、2#,以2#亚基为主要类型（占52．4％）;Glu—B1位点上有7＋9、7＋8、17＋18,以7＋9为主要类型（占74．6％）;Glu—D1位点上只有5＋10和2＋12两种类型,其中5＋10亚基的频率高达77．8％,是山东近期育成小麦品种的5．85倍。CIMMYT小麦品种的亚基组合类型共有12种,其中主要亚基组合为“2#,7＋9,5＋10”,占39．68％。     

西藏小麦高分子量谷蛋白亚基组成及其与蛋白质含量和沉淀值的关系

为明确西藏小麦品种不同高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)对小麦品质的作用,对210份小麦品种的HMW-GS组成与蛋白质含量和沉淀值之间的关系进行了研究,结果表明,在Glu-A1位点上,亚基1、null和2*出现的频率依次为50.00%、34.76%和15.24%,各亚基对蛋白质含量和沉淀值的作用均为2*＞1＞null;在Glu-B1位点上,亚基7 8和7 9出现频率分别为45.71%和37.14%,远高于其它亚基出现的频率,各亚基对蛋白质含量的作用为7＞14 15＞17 18＞6＞7 9＞22＞7 8＞6 8,对沉淀值的作用为17 18＞7＞14 15＞7 9＞7 8＞6＞6 8＞22;在Glu-D1位点上,5 10与2 12出现频率分别为52.38%和47.14%,亚基12出现频率较低,各亚基对蛋白质含量的作用为 5 10＞12＞2 12,对沉淀值的作用为5 10＞2 12＞12.HMW-GS所对应的蛋白质含量与沉淀值之间的相关系数为0.6535,达到了显著水平.以蛋白质含量为评价指标,较优的亚基组合有1/17 18/2 12、1/7/5 10、1/17 18/5 10、1/6 8/2 12、null/22/2 12、2*/17 18/5 10.以沉淀值为评价指标,较优的亚基组合有1/14 15/2 12、2*/17 18/5 10、2*/7/5 10.以蛋白质含量与沉淀值相结合为评价指标,本研究中HMW-GS的最优搭配为2*/17 18/5 10,其次为2*/7/5 10.HMW-GS组成类型所对应的蛋白质含量与沉淀值之间的相关系数为0.5571(P＜0.05),达到了显著水平.     

甘肃小麦品种(系)HMW-GS遗传变异分析

为了了解甘肃省小麦品种HMW-GS的遗传变异和组成，为甘肃优质专用小麦品种筛选和品种改良提供依据,采用SDS-PAGE法，分析了254份甘肃省小麦材料(育成品种(系)和农家品种)Glu-1位点的HMW-GS变异，共检测到22种HMW-GS变异，Glu-A1位点3种，Glu-B1位点11种，Glu-D1位点8种。其中110个育成品种(系)的15种HMW-GS有27种亚基组合类型。Glu-A1位点有2种亚基，47．3％的品种该位点具有优质亚基；Glu-B1位点有7种亚基，76．4％的品种具优质亚基；Glu-D1位点有6种亚基，32．7％的品种具优质亚基。14．5％的品种(n：15)Glu-1位点具优质亚基。144份农家品种的18种HMW-GS共有29种亚基组合形式，Glu-A1位点有3种亚基,Glu-B1位点有9种亚基，Glu-D1位点有6种亚基，无优质亚基组合。     

汉中主要小麦种质资源高分子量谷蛋白亚基组成分析

采用SDS-PAGE技术对陕西汉中市引进和培育的42个小麦品种资源的高分子量麦谷蛋白亚基组成进行了比较系统的分析。结果表明,在42份小麦种质资源材料中,G lu-1位点共有9种亚基类型,其中G lu-A 1位点有3种变异(N u ll、1、2*),分别占52%、40%和8%;G lu-B 1位点有3种变异(7 8、7 9、14 15),分别占25%、43%和32%;G lu-D 1位点有2种变异(2 12、5 10)。在所有的材料中,与优质有密切关系的2*亚基有3份(B 96214-3、邯3475、01046),可用于优质小麦育种。在G lu-D 1位点上与优质有关的5 10亚基占24%,与劣质密切相关的2 12亚基占76%,G lu-B 1位点没有发现优质亚基17 18。G lu-1位点的亚基组成类型有12种,其中亚基组成为N u ll,7 9,2 12的类型最多(26.2%);其次是N u ll,7 8,2 12和1,14 15,2 12的亚基组合类型(11.9%);1,7 8,2 12和N u ll,14 15,2 12亚基组成位居第三,这5种亚基组成的品种数量之和达到参试品种的69%。研究还表明,出自同一组合的材料在亚基组成上可能相同,也可能存在很大差异,在品质育种中不应简单地等同对待,而要做详细的生化和加工分析。     

从小麦谷蛋白大聚合体与HMW GS的关系

为了探索小麦谷蛋白大聚合体对小麦品质的影响,采用SDSPAGE方法,分析了166个来自不同地区的小麦品种高分子量谷蛋白亚基（HMWGS）的组成,并对不同亚基与小麦谷蛋白大聚合体（GMP）的关系进行了分析。结果表明,所用小麦材料HMWGS的变异类型丰富,但亚基组合仍以N/7+9/2+12为主。HMWGS对面粉GMP含量有显著影响,GluA1位点亚基1>N,GluB1位点亚基13+16>7+9或7+8或14+15或17+18,GluD1位点亚基5+10>2+12,其他亚基差异不显著。说明含亚基1、13+16和5+10的品种能形成较多的GMP。HMWGS评分与面粉GMP含量的相关系数为0.288,达到极显著水平。     

陕西关中地区部分小麦新品种(系)的HMW-GS组成分析

为了解陕西省小麦新品种(系)的HMW-GS组成情况及优质亚基的分布特点,为陕西省小麦品质改良提供参考,利用SDS-PAGE电泳技术对参加陕西省2006~2007年度小麦品种区域试验和预备试验的60份小麦新品种(系)的HMW-GS组成及其品质得分进行了分析。结果表明,在参试的60份小麦新品种(系)中,共出现了13种亚基和16种亚基组合类型。Glu-A1位点的1(60.0%)和Null(36.7%)亚基、Glu-B1位点的7 8(38.3%)、7 9(41.6%)亚基和Glu-D1位点的2 12亚基(73.3%)是主要亚基;优质亚基14 15和5 10的出现频率分别为13.4%和20.0%;亚基组合Null/7 8/2 12和1/7 9/2 12为主要组合类型,其频率都为18.3%,优质亚基组合1/14 15/5 10的出现频率仅为3.3%;出现了一些携带17 18、6 8和20等稀有亚基和少见的亚基组合(如1/6 8/5 10、1/20/5 10和Null/7 9/3 12等)类型的材料。参试材料的HMW-GS品质评分平均7.1分,8分以上的材料有23个,占总材料数的38.3%。说明陕西省近年新育成的小麦新品种(系)Glu-1位点的遗传基础有所改善,但仍不太理想。在品质育种上,应加强优质亚基种质材料的引进、筛选与利用,同时加强优质亚基的聚合育种。     

绵阳(绵麦)系列小麦品种高分子量谷蛋白亚基分析

为研究高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)在四川小麦品质育种中的价值,利用SDS-PAGE方法对43个绵阳(绵麦)系列小麦品种的HMW-GS进行了分析。结果共检测出7种HWM-GS类型和9种亚基组合类型。Glu-A1位点有2种亚基,null(N)占优势;Glu-B1位点有3种亚基,7+9与7+8占优势;Glu-D1位点有2种亚基,优质亚基5+10占优势。优势亚基组合类型为N、7+8、5+10。在优质亚基中,1亚基出现的频率为27.91%,7+8亚基出现的频率为44.19%,5+10亚基出现的频率高达65.12%。随时间变迁,优质亚基1和5+10呈上升趋势,而7+8呈下降趋势。优质亚基对蛋白质含量、湿面筋含量、稳定时间和沉降值等品质性状都有正向影响,尤其是优质亚基1或5+10的导入显著提高了沉降值。因此,在四川小麦品质育种中,可以通过聚合优质亚基1和5+10来改善沉降值等品质性状;同时还应引进优质亚基2*、17+18和14+15。     

高分子量麦谷蛋白亚基组成及其与小麦品质性状的关系分析

为进一步明确小麦高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)与小麦品质性状的关系,以黄淮麦区的127份小麦品种(系)为材料,利用SDS-PAGE技术、近红外谷物分析仪、粉质仪和拉伸仪等对其进行HMW-GS鉴定和品质检测。结果表明,参试材料在 Glu-A1、 Glu-B1和 Glu-D1 3个位点上分别检测到2(x1、x-null)、4(x7+y8、x7+y9、x14+y15、x17+y18)、2(x5+y10、x2+y12)种不同的亚基类型,其中x1、x7+y9、x5+y10在各自位点上出现的频率均最高,分别为70.1%、42.5%和51.2%;共发现有14种HMW-GS组合类型,其中1Ax1/1Bx7+1By8/1Dx5+1Dy10和1Ax1/1Bx7+1By9/1Dx2+1Dy12出现的频率较高,分别为18.9%和17.3%。1Ax1、1Bx7+1By8、1Bx17+1By18、Dx5+1Dy10亚基对蛋白质、沉降值、稳定时间、最大抗延阻力和拉伸面积等品质性状有显著的正向效应,而1Bx14+1By15亚基对除蛋白质和湿面筋以外的其他品质性状有负向效应。携带1Ax1/1Bx7+1By8/1Dx5+1Dy10品种(系)的被测品质性状显著高于携带其他组合类型的品种(系),其次是携带1Ax1/1Bx17+1By18/1Dx5+1Dy10的品种(系),而携带1Ax-null/1Bx7+1By9/1Dx2+1Dy12和1Ax-null/1Bx14+1By15/1Dx5+1Dy10品种(系)的各个品质性状显著低于携带其他组合类型的品种(系)。该结果可为进一步提高优质亚基的育种利用率和我国小麦品质的遗传改良提供参考依据。     

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。     

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。     

新疆小麦品种及部分引进小麦品种资源的HMW-GS组成与分布

为了给新疆小麦品质育种中种质资源的合理利用提供依据,利用SDS-PAGE电泳技术,对66份新疆小麦品种、69份国内引进小麦品种及67份国外引进小麦品种的高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)组成情况进行了分析和比较。结果表明,不同来源的小麦品种间HMW-GS变异及亚基组成类型存在较大差异,在新疆材料中,Glu-1位点共检测到11种亚基和10种亚基组合类型;国内引进材料中,Glu-1位点共检测到14种亚基和17种亚基组合类型;国外材料中,Glu-1位点共检测到18种亚基和29种亚基组合类型。但新疆材料中具有优质亚基5 10和14 15的品种(分别占28.5%和1.5%)明显少于国内外材料。这些结果说明新疆材料的遗传亲本基因比较匮乏,而国外材料的亚基变异及亚基组成种类非常丰富,因此新疆在今后的育种中要重视利用具有优质遗传背景的材料,以提高新疆小麦品种优质HMW-GS的分布频率。     

Composition of polymeric proteins and bread-making quality of wheat lines with allelic HMW-GS differing in number of cysteines

Three lines of Australian wheat variety Avocet, two biotypes of Australian variety Halberd, and the Italian bread wheat cultivar Fiorello and its derived line were used to study the possible role of the Glu-B1 HMW-GS in polymeric protein composition and flour functionality. These sets of lines contain HMW-GS 7+8, 7+9, 20x+20y or 26+27. Subunit Bx7 has four cysteine residues, while subunit Bx20 has only two. Compared to Avocet A (7+8), line Avocet C (20x+20y) exhibited an increase in polymeric protein, a decrease in the gliadin-to-glutenin ratio, and a marked decrease in unextractable polymeric protein (UPP). Avocet C doughs exhibited greater extensibility and shorter Mixograph dough development times, and baked into smaller loaves compared to those from Avocet A. Similar differences were observed in comparisons between the two Fiorello lines and between the two Halberd biotypes that had differing Glu-B1 alleles. These results show that in closely related genotypes, the presence of the Bx7+By8 or Bx7+By9 HMW-GS instead of Bx20+By20 or Bx26+By27 is associated with higher UPP, higher dough strength and better bread-making performance. It is suggested that this could be due to the greater number of cysteines in the Bx7 subunit that are available for forming higher-molecular-weight glutenin polymer. This could give the possibility to manipulate dough properties and bread-making quality by utilizing HMW-GS alleles with varying numbers of cysteine residues.     

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。     

小麦高分子量谷蛋白亚基与品质性状的关系

为了明确甘肃省小麦的高分子量麦谷蛋白亚基(HMW—GS)组成及其对品质的贡献率，选用30个甘肃省近几年推广品种、后备品系及优良亲本，分析了它们的HMW—GS、品质性状及其之间的关系。结果表明：(1)适宜于甘肃省种植和利用的小麦品种(系)的HMW—GS类型较丰富，但与优质有关的亚基(2^*，17 18，14 15，5 10)分布频率较低；(2)Glu—A1和Glu—D1位点的等位变异与品质性状关系密切，特别是Glu—D1位点含有5 10亚基的品种比含有2 12亚基的品种沉淀值高、稳定时间长，且稳定时间的差异达到极显著水平。其余品质性状如湿面筋含量、粗蛋白含量等之间的差异不显著。     

Polymerization of glutenin during grain development in near-isogenic wheat lines differing at Glu-D1 and Glu-B1 in greenhouse and field

The polymerization of glutenin polymers was monitored by measuring the Unextractable Polymeric Protein (UPP) at 3-day intervals after anthesis for four pairs of near-isogenic wheat lines. Two pairs, the variety Lance, differing at the Glu-D1 locus (HMW-GS 5+10 or 2+12) and the variety Halberd, differing at the Glu-B1 locus (HMW-GS 7+9 or 20x+20y) were grown in the field (2000) and twice in the greenhouse (2000 and 2001). Two other pairs, the varieties Warigal and Avocet, differing at the Glu-D1 locus (HMW-GS 5+10 or 2+12) were grown in the greenhouse in 2001. The behavior of all lines was consistent from greenhouse and field plantings in that the lines possessing strength-associated HMW-GS (5+10 at Glu-D1 and 7+9 at Glu-B1) showed an increase in accumulation of larger glutenin polymers (measured by UPP) at an earlier stage during grain filling than the lines with allelic counterparts (HMW-GS 2+12 at Glu-D1 and 20x+20y at Glu-B1). In all cases, the increases were maintained until maturity, paralleling the greater dough strength of flour from these lines, measured by mixograph dough development time.     

黄淮麦区小麦新品种(系)高分子量谷蛋白亚基多态性分析

为了解黄淮麦区小麦新品种(系)的品质状况,用SDS-PAGE方法对227份材料的HMW-GS组成进行了分析,共检测到10种等位基因变异和18种亚基组合,其中,各位点的主要亚基有:Glu-A1位点的1(61.67%),Glu-B1位点的7+9(62.11%)和7+8(21.59%),Glu-D1位点的2+12(53.30%)和5+10(40.97%);主要的亚基组合为"1,7+9,2+12"(21.59%)和"null,7+9,2+12"(19.38%)。研究表明,黄淮麦区小麦HMW-GS等位变异和亚基组合的多态性较为丰富,但分布严重不均,仍需引进含有2*、13+16和17+18等亚基的材料;优质亚基5+10和14+15的比例有所提高,但优质亚基组合的比例仍然很低,今后该地区小麦品质育种中应加强优质亚基组合的选择。