中国小麦品种高分子量谷蛋白亚基和低分子量谷蛋白亚基组成分析

为给我国优质小麦品种的选育和改良提供科学依据,应用SDS-PAGE方法对我国235份推广品种和高代品系的HMW-GS和LMW-GS组成与分布进行了分析。结果表明,HMW-GS和LMW-GS分别具有39和40种带型组合;5个位点共发现34个等位基因。Glu-A1、Glu-B1和Glu-D1分别有3、8和6个变异位点;亚基1、Null、7＋9、5＋10和2＋12是主要的HMW-GS类型,频率分别为46．2％、46．2％、44．5％、47．0％和48．3％。Glu-A3和Glu-B3位点（本文不涉及Glu-D3）分别具有6和11个变异位点。Glu-A3c、Glu-A3d、Glu-B3e和Glu-B3j是主要的LMW-GS类型,频率分别为55．1％、21．6％、28％和28．8％。本研究还发现,在品种Z75和绵阳96-319的Glu-D1位点上,亚基组合形式为5＋12;在品种周92034的Glu-D1位点,亚基组合形式为2＋10。虽然这两种组合形式在本研究中出现的频率很低,但这两种亚基组合在以前的研究中很少出现。     

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。     

青海春小麦高分子量谷蛋白亚基分子标记辅助回交选择

为了改良青海省现有小麦主栽品种的品质性状,以青海省春小麦主栽品种青春533和高原602为轮回亲本,以具有1Dx5 1Dy10基因且综合性状良好的宁春4号为非轮回亲本,利用与1Dx5基因共分离的PCR分子标记对BC<,1F<,1、 BC<,2F<,1和BC<,3F<,1植株进行目标基因检测;将筛选到的具有1Dx5基因的BC<,3F<,1植株进行自交,获得了BC<,3F<,2种子,利用SDS-PAGE电泳对BC<,3F<,2种子进行HMW-GS分析,分别从青春533×宁春4号和高原602×宁春4号的BC<,3F<,2中筛选出5粒和2粒具有纯合5 10亚基的种子,且中选植株的农艺性状基本接近轮回亲本.     

新疆小麦品种高分子量麦谷蛋白亚基组成分析

为全面了解新疆冬、春麦兼种区小麦品种高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)组成与分布情况,给优质小麦品种选育提供理论依据,采用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)方法对360份新疆农家品种、育成品种(系)及国内外引进品种的HMW-GS组成进行了分析.结果表明,新疆小麦品种HMW-GS组成存在广泛变异,亚基类型以2*、Null、7 8和2 12为主,其频率分别为40.0%、35.3%、51.4%和61.9%.此外,还发现了单亚基2和稀有亚基7、21、7* 8、6.1 22、2.2 12,其中2.2 12亚基主要分布在南疆麦区.优质亚基频率偏低是新疆小麦品质差的重要原因.新疆冬、春小麦品种的HMW-GS组成也存在差异,冬小麦品种有17种变异类型,以Null/7 8/2 12为主;春小麦品种有13种变异类型,以2*/7 8/2 12为主.育成品种中1、7 9和5 10亚基(对)的频率较农家品种有很大的提高,其中优质亚基5 10的频率呈明显上升趋势,由农家品种的0增加至2000年以后育成品种的33.9%,说明引进并利用外来优异种质有利于提高新疆小麦品种的加工品质.     

青海省小麦主栽品种高分子量谷蛋白亚基组成分析

为给青海省现有小麦品种的合理利用提供参考信息,利用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)方法,对近二十年来青海省61个小麦主栽品种的HMW-GS进行了鉴定分析.结果表明,61个品种在Glu-1位点上共有12个等位变异,其中,Glu-A1位点上的优质亚基(1和2*)占47.5%,Glu-B1位点上的优质亚基(7 8、17 18、14 15和13 16)占50.8%,Glu-D1位点上的优质亚基5 10占41.0%;12个等位变异共形成19种HMW-GS组合形式,各组合的频率都在16.4%以下,无明显占优势的组合.Glu-1的3个位点均具有优质亚基的品种9个(品质评分为10分),占14.8%;2个位点具有优质亚基的品种18个,占29.5%;只有1个位点具有优质亚基的品种22个,占36.1%.     

不同冬小麦品种高分子量谷蛋白亚基的动态表达

为了解我国黄淮麦区主栽品种的主体HMW-GS基因的动态表达规律,以该麦区的35个主栽小麦品种（系）为材料,利用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）技术对参试材料高分子量麦谷蛋白亚基（HMW-GS）进行分离和鉴定,并对HMW-GS的积累动态进行了研究。结果表明,籽粒灌浆过程中,7亚基大约在花后10 d开始表达,25 d左右所有亚基均已表达,但不同亚基开始表达的时期略有差异。20 d之后,各亚基表达量开始快速增加,约在35 d左右表达量达最高,之后略有下降,在40 d左右趋于稳定。就其相对表达量而言,5亚基和10亚基明显高于其他亚基类型。     

部分小麦品种(系)及高代材料的高分子量谷蛋白亚基组成分析

为在春小麦品质育种中合理利用种质资源,采用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)技术,对62份引进品种(系)和58份春小麦高代材料进行高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)组成分析.结果表明,供试材料1、7 8、5 10亚基及其组合的频率最高.其中引进材料Glu-A1位点的三种等位变异中,1亚基频率为43.5%;Glu-B1位点的六种等位变异中,7 8亚基的频率为37.1%,其次是17 18,占22.6 %;Glu-D1位点的三种等位变异中,5 10占61.3%,2 12占37.1%,还发现1份材料具有13 16亚基.在春小麦高代材料中,Glu-A1位点上1亚基的频率为63.8%;Glu-B1位点有五种等位变异,以7 8最多,为48.3%;Glu-D1位点有两种等位变异,5 10最多,占79.3%.参试材料的HMW-GS组合类型有21种,含5 10亚基的组合占全部组合的61.9%,其中1/7 8/5 10亚基组合占材料总数的23.3%.1/17 18/ 5 10/2*/7 8/5 10、2*/17 18/5 10、null/7 8/5 10和null/17 18/5 10五种组合的频率依次为5.0%、3.3%、5.8%、5.8%和1.7%.     

小麦高分子量谷蛋白亚基基因分子育种研究进展

为给小麦品质改良工作者提供通过分子生物技术优化HMW-GS组成方面的全面信息,综述了HMW-GS的基因克隆、分子标记以及基因工程改良三个方面近年来的国内外研究进展.迄今为止, 被克隆和测序的HMW-GS基因已有20多个,即1Ax1、1Ax2*、1Ax2*B、1Ay1、1Bx7、1Bx9、1Bx17、1Dx2、1Dx5、1Bx20、1By8、1By9、1Dy10、1Dy12、1AxNull、1Bx14、 1Bx23、1Dx2.2、1Dx2.1、1Dy10.1、1Dy12t等,还不断有新的基因被发现和克隆.克隆方法可概括为两种:一种是以HMW-GS克隆作为探针筛选cDNA或基因组DNA文库, 从而获得所需的靶基因序列, 然后再选择合适的载体进行克隆测序;另一种则是采用PCR技术.HMW-GS基因的分子标记方法主要有RFLP法、PCR法和SNP(单核苷酸多态性)法.目前已有研究者通过基因工程方法将部分外源HMW-GS基因导入小麦,有效地改善了受体品种的加工品质.     

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。     

CIMMYT普通冬小麦新品系高分子量谷蛋白亚基组成分析

为了给新疆冬小麦品质改良筛选亲本材料,采用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)方法对墨西哥国际玉米小麦改良中心(CIMMYT)提供的186份普通冬小麦新品系的高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)组成及分布特点进行了分析.结果表明,在参试材料中共检测到13种不同的亚基类型,其中,Glu- A1位点上有1、null和2* 共3个等位变异类型,以2*亚基为主要类型,占61.8%;Glu-B1位点上有7、6 8、7 8、7 9、17 18、13 16、6.1 22共7个等位变异类型和4个混合亚基类型,以7、6 8、7 8和7 9亚基为主,分别占17.7%、14.5%、24.2%和35.0%;Glu-D1位点上有5 10、2 12和4 12共3个等位变异类型,以2 12和5 10亚基为主,分别占46.8%和44.1%.共检测出39种亚基组合类型,无占明显优势的组合类型,相对而言,2*/7 9/5 10和2*/6 8/2 12两个组合类型的比例稍高一点(分别为12.4%和11.8%).研究还发现,来自同一组合的材料由于选择的微小差异会导致在谷蛋白亚基组成上表现出很大的差异,因此,在小麦品质育种和品质改良中不应简单地等同对待,而要作详细的生化和加工品质分析.     

5 10亚基对超强面筋小麦品质的影响

为了了解5 10亚基与2 12亚基在超强筋小麦遗传背景条件下遗传效应的差异,利用生化标记和选择性回交(6次)的方法将5 10亚基转移到了超强面筋麦小冰麦33中。品质分析结果表明:含5 10亚基的小冰麦33在蛋白质含量和干面筋含量上与2 12亚基小冰麦33是相同的。在两者的籽粒蛋白质含量为18%(干基)时,5 10亚基的小冰麦33比2 12亚基的小冰麦33在面筋指数、形成时间、稳定时间、断裂时间、评价值、最大抗延阻力和拉伸面积上分别高3.1%、76.9%、36.7%、27.9%、10.0%、16.3%、7.7%;在湿面筋、粉质吸水率和延伸性上5 10亚基的小冰麦33略低于2 12亚基的小冰麦33。     

5＋10基对超强面筋小麦品质的影响

为了了解5 10亚基与2 12亚基在超强筋小麦遗传背景务件下遗传效应的差异，利用生化标记和选择性回交(6次)的方法将5 10亚基转移到了超强面筋麦小冰麦33中。品质分析结果表明：含5 10亚基的小冰麦33在蛋白质含量和干面筋含量上与2 l2亚基小冰麦33是相同的。在两者的籽粒蛋白质含量为18%(干基)时，5 10亚基的小冰麦33比2 12亚基的小冰麦33在面筋指数、形成时间、稳定时间、断裂时间、评价值、最大抗延阻力和拉伸面积上分别高3．1%、76．9%、36．7%、27．9％、10．0％、16．3％、7．7％；在湿面筋、粉质吸水率和延伸性上5 10亚装的小冰砉13略饭干9 17亚兢的小冰麦33。     

氮肥形态对不同HMW-GS类型春小麦主要品质指标的调控效应

为探讨氮肥形态对不同HMW-GS类型春小麦主要品质指标的调控效应,以12个具有不同HMW-GS组成类型的春小麦为材料,在同一氮素水平条件下研究了不同形态氮肥对春小麦籽粒蛋白质含量、干面筋与湿面筋含量、面筋指数、降落数值和SDS沉淀值6项品质指标的影响.结果表明,各项品质指标的适宜氮肥形态具有一定差异.不同品种(系)的不同品质指标对氮素形态的反应不同.氮肥形态对籽粒蛋白质含量、面筋指数和降落数值的影响较小;SDS沉淀值明显受氮肥形态影响,各处理间差异极显著,其中铵态氮的影响最大.     

黄淮麦区部分推广小麦品种高分子量麦谷蛋白亚基组成分析

为了解黄淮麦区小麦的品质状况，应用SDS—PAGE方法对黄淮麦区（南片）推广小麦品种的高分子量麦谷蛋白亚基（HMW—GS）组成、变异厦出现频率进行了分析，并计算了参试品种的品质得分。结果表明，参试材料的Glu-1得分偏低，平均为7．0分，只有小偃94、豫麦34的评分为10分。总体而言，黄淮麦区参试小麦品种的HMW—GS构成欠佳，优质亚基组合类型单一，缺乏2^＊、17＋18等亚基，5＋10、14＋15亚基的频率也很低（分别为16．67％和8．33％）。     

小麦磨粉品质的高分子量麦谷蛋白亚基评分系统研究

为了给优质小麦选育和栽培提供一定的参考，选用100个春小麦品种测定了其高分子量麦谷蛋白亚基（HMW—GS）以厦出粉率、降落数值、面粉白度和面粉黄度等4项磨粉品质，通过数量化理论及统计学鉴评方法研究了HMW—GS与小麦磨粉品质的关系，得到了4个多元回归方程（决定系数均在0．97以上），能准确预测4项小麦磨粉品质；建立了针对不同小麦磨粉品质的HMW-GS评分系统。总体来看，1、2^＊、7、5＋10亚基和10亚基对小麦磨粉品质而言，属于优质亚基。但对不同的品质指标，各亚基的贡献不尽相同：10亚基有利于出粉率的提高；1亚基除了能改善面粉黄度外，还可以提高降落数值；5＋10亚基是公认的优质亚基，2＋10、2＋12亚基是公认的劣质亚基，但对于面粉白度而言，2＋10和2＋12亚基评分较高，而5＋10亚基评分反而最低。因此，不能仪根据某一项指标对亚基进行评分。     

小麦籽粒品质、高分子量谷蛋白亚基组成类型与面筋质量相关性的研究

为了探讨预到面筋质量的方法,以40个小麦品种(系)为材料,研究了其籽粒品质、HMW—GS组成与面筋含量、面筋指数的相关性。结果表明,小麦籽粒硬度、容重与面筋指数,蛋白质含量与湿、干面筋含量、面筋指数均呈显著或极显著的正相关(r＝0．3708～0．5791);千粒重与面筋指数呈显著负相关(r＝-0．3306);角质率与面筋指数虽有一定的正相关,但相关不显著;籽粒硬度、角质率、千粒重和客重与湿(干)面筋含量没有明显的相关。含有5 10、14 15亚基的品种一般具有较好的面筋质量(但这并不是绝对的)。因此,可利用小麦籽粒硬度、容重、蛋白质含量和千粒重来预到面筋质量的优劣。     

利用选择性回交向小麦品种中转移优质HMW-GS的方法研究

为了在不改变原品种农艺性状的情况下改善品种的加工品质指标,利用生化标记辅助选择和连续回交的方法(5～6次)将编码优质高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)的基因转移到本地主栽小麦品种中,使品种的面团流变学特性得到较大的改善。文章讨论了这种方法中的一些问题及其在改造现有主栽品种中的作用。     

高效毛细管电泳（HPCE）对优质小麦HMW-GS的分离鉴定

为了解应用高效毛细管电泳(HPCE)技术定量分析优质小麦高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)的效果,利用HPCE技术对13个小麦品种的HMW-GS进行亚基识别和定量分析,并与传统的SDS-PAGE电泳图进行了比较.结果表明,在HPCE电泳图中HMW-GS的亚基出现顺序与SDS-PAGE略有不同,亚基1Ax1早于1Bx7出峰,并且在主亚基之后还有小的亚基出现,尤其是1Dx2主亚基后面有3个小亚基.定量分析表明,优质小麦品种陕627的HMW-GS,不论单个亚基、亚基组合还是亚基总和的含量都高于其他小麦品种,且均达极显著水平.优质小麦品种陕715的HMW-GS含量除亚基1Ax1与陕627接近外,其余亚基和亚基组合都显著低于陕627.西农5211的HMW-GS因为不舍有亚基1Ax1,尽管其他亚基、亚基组合含量接近于陕627,但HMW-GS的总含量显著低于陕627.优质小麦的优质亚基含量较高.HPCE具有高效、灵敏、再现性高等特点,能够快速识别和定量分析小麦HMW-GS,可以为小麦品质育种或组合选择提供参考.     

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。     

黄淮麦区部分小麦种质资源高分子量谷蛋白亚基组成分析

为了深入了解黄淮麦区小麦(Triticum aestivum L.)种质资源高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)组成情况,为品质育种提供信息,利用SDS-PAGE电泳技术对185份普通小麦材料和5份黑粒小麦共计190份种质材料的HMW-GS组成进行了分析.结果表明这些材料在Glu-A1位点具有2种亚基类型(null,1),Glu-B1位点具有5种亚基类型(7 8,7 9,14 15,6 8,17 18),Glu-D1位点上具有3种亚基类型(2 12,5 10,5 12).对面包加工品质具有正效应的优质亚基14 15出现频率为7.36%,5 10出现频率为34.74%,5 12出现频率为2.63%.对面包烘烤而言,优质亚基组合1/14 15/5 10、1/7 8/5 12和1/7 8/5 10出现频率较低,分别为 0.53%、0.53%和11.58%;适合制作优质手工馒头的亚基组合1/7 8/2 12和null/7 8/2 12出现频率分别为6.32%和19.47%;适合制作优质面条的理想亚基组合1/14 15/2 12出现频率为4.21%,较好的亚基组合共计占23.16%.黄淮麦区的小麦种质资源主要适合面条和馒头专用品种的选育.