Glu-1和Glu-3等位变异及1BL/1RS易位与面包和面条品质关系的研究

 高分子量麦谷蛋白亚基（HMW-GS）和低分子量麦谷蛋白亚基（LMW-GS）组成和1BL/1RS易位是决定小麦加工品质的关键因素。将试验Ⅰ80份和试验Ⅱ78份国内外小麦品种分别在2种和4种环境条件下种植，研究了HMW-GS和LMW-GS的组成及1BL/1RS易位对面团流变学特性、面包和面条品质的影响。结果表明，Glu-B1、Glu-D1和Glu-B3位点对面团流变学特性、面包和面条品质的效应较大，而Glu-A3位点的效应较小。单个亚基对面筋强度和面包体积的贡献大小为，在Glu-A1位点，1＞2*＞N；在Glu-B1位点，7+8＞7+9；在Glu-D1位点，5+10＞4+12＞2+12；在Glu-A3位点，Glu-A3d＞Glu-A3c＞Glu-A3a；在Glu-B3位点，Glu-B3d＞Glu-B3f＞Glu-B3b＞Glu-B3j。单个亚基对延伸性和面条评分的贡献大小为，在Glu-A1位点，1＞N；在Glu-B1位点，20＞7+9＞7+8；在Glu-D1位点，4+12＞5+10≥2+12；在Glu-A3位点，Glu-A3c≥Glu-A3d＞Glu-A3a；在Glu-B3位点，Glu-B3b≥Glu-B3f＞Glu-B3d＞Glu-B3j。1BL/1RS易位对面团流变学特性、面包和面条品质皆有极显著的负面影响。     

小麦近等基因系高分子量谷蛋白亚基对品质的影响

本研究以京411为背景的含有不同小麦高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)的小麦近等基因系为材料,通过1年3点试验,研究了HMW-GS与小麦SDS-沉降值、揉混特性的关系.结果表明:1)Glu-D1,Glu-B1,Glu-A1位点对沉降值和揉混特性的影响顺序为Glu-D1＞ Glu-B1＞ Glu-A1.2)各个位点对沉降值的贡献表现为,在Glu-A1上,N=1;在Glu-B1上7+8-17+18;在Glu-D1上,5+10＞2+12.3)各个位点对揉混特性的影响表现为,在Glu-A1位点上,N＞1;当Glu-B1位点为17+18亚基,Glu-D1位点为2+12亚基时,但N亚基与1亚基的揉混特性没显著性差异,但是当Glu-B1位点为7+8亚基,Glu-D1位点为2+12亚基时,N亚基的揉混特性明显优于1亚基;当Glu-A1亚基都为1,Glu-D1亚基都为2+12时,Glu-B1位点上7+8亚基与17+18的揉混特性无显著差异,但当Glu-A1亚基都为N,Glu-D1亚基都为2+12时,Glu-B1位点上7+8亚基的揉混特性优于17+18亚基;在Glu-D1上,5+10＞2+12.4)组合为N,7+8,5+10的小麦无论是在耐柔性上还是在面筋强度上都是最好的.研究还发现,Glu-D1位点对谷蛋白含量及揉混仪参数的加性效应最大.     

冬播麦区Glu-1和Glu-3位点变异及1B/1R易位与小麦加工品质性状的关系

 贮藏蛋白组成是决定小麦加工品质的重要因素。本文调查了我国冬播麦区251份主栽品种和高代品系的高分子量麦谷蛋白亚基（HMW-GS）、低分子量麦谷蛋白亚基（LMW-GS）和1B/1R易位的分布状况，研究了它们与加工品质性状的关系。结果表明，品质较差的HMW-GS N、7+9、2+12和LMW-GS Glu-A3a与Glu-B3j（1B/1R易位）在冬播麦区分布较广，频率分别为39.4%、45.0%、59.8%、37.1%和44.6%。HMW-GS和LMW-GS等位变异对籽粒蛋白质含量影响较小，对SDS沉降值、和面时间与耐揉性的加性和互作效应达1%的显著水平。按位点对加工品质性状的贡献大小，Glu-D1>Glu-B3>Glu-B1>Glu-A3>Glu-A1；就单个亚基而言，Glu-A1位点，1>2*>N；Glu-B1位点，7+8>14+15>7+9；Glu-D1位点，5+10>4+12>2+12；Glu-A3位点，Glu-A3d>Glu-A3a>Glu-A3c>Glu-A3e，Glu-B3位点； Glu-B3d>Glu-B3b>Glu-B3f >Glu-B3j。1B/1R易位对SDS沉降值、和面时间和耐揉性等加工品质性状有显著负面效应。通过选择优质高低分子量麦谷蛋白亚基和淘汰1B/1R易位系，将有助于提高我国小麦的面筋质量。     

国外小麦品种资源HMW-GS组成分析

以11份国外小麦品种资源为材料,利用聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)技术,对小麦材料高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)的组成、Glu-1位点变异类型及亚基出现的频率进行检测分析。结果表明,小麦品种的Glu-A1位点编码的HMW-GS有2种类型,即2*和Null;Glu-B1位点编码的HMW-GS有4种类型,即7+9,6+8,7+18和6.8+20y;Glu-D1位点编码的HMW-GS有6种类型,即4+12,2+6.5,2+10,2+9,6.5和6+13。其中,Glu-A1位点上的2*亚基、Glu-B1位点上的6+8亚基、Glu-D1位点上的4+12亚基出现频率最高。     

伊犁河谷不同时期小麦高分子量谷蛋白亚基组成分析

为了了解伊犁河谷小麦的品质状况,采用SDS-PAGE电泳技术对伊犁河谷50多年来不同历史时期主要推广的小麦品种(系)高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)组成、变异及出现频率进行了分析。结果表明:在这些品种中Glu-A1、Glu-B1、Glu-D1位点上的等位变异分别为4、6、7种,各自位点的优势亚基分别是null、7+8、2+12,其频率分别是49.1%、43.9%、64.9%。在Glu-1位点共检测出28种亚基组合,其中组合(null,7+8,2+12)的频率最高,为19.2%,其次是组合(1,7+8,2+12)和(1,7+9,2+12),其频率分别为12.3%、10.5%,其他亚基组合的频率均低于10%。另外,在Glu-A1位点上还检测到了1个新的亚基1*,Glu-D1位点上检测到了单亚基5、12。从供试材料中筛选出在2个基因位点上有优质亚基的小麦品种15份,在3个基因位点上均有优质亚基的小麦品种7份,可供优质小麦育种利用。     

利用Aroona近等基因系研究高分子量麦谷蛋白亚基对面包加工品质的影响

【目的】低分子量麦谷蛋白亚基（LMW-GS）以Glu-A3c、Glu-B3b、Glu-D3c为背景,明确不同高分子量麦谷蛋白亚基（HMW-GS）对面团流变学特性、贮藏蛋白组份含量和面包加工品质作用大小。【方法】在新疆乌鲁木齐和石河子种植以澳大利亚小麦品种Aroona作为轮回亲本培育的近等基因系（NILs）,并测定其粉质仪、拉伸仪、贮藏蛋白组份含量和面包加工品质等参数。【结果】HMW-GS对延展性效应不显著,对面团强度效应大小为Glu-D1＞Glu-B1＞Glu-A1;就单个亚基对而言,7+9、17+18和5+10面团强度最大;亚基组合1、7+9、5+10具有最大面团强度,2*、7+9、2+12和1、7+9、2.2+12具有最好的延展性。HMW-GS对不溶性谷蛋白聚合体百分含量（%UPP）效应大小为Glu-D1＞Glu-B1＞Glu-A1;就单个亚基对而言,7+9、17+18和5+10的%UPP最高;亚基组合1、7+9、5+10具有最高的%UPP。HMW-GS对面包总分效应大小为Glu-D1＞Glu-A1＞Glu-B1;就单个亚基或亚基对而言,1、2*、2+12和5+10具有最高的面包总分;亚基组合1、7+9、2+12面包总分最高,1、7+9、5+10次之,null、7+9、2+12最低。【结论】在相同LMW-GS（Glu-A3c、Glu-B3b、Glu-D3c）背景下,HMW-GS对面团强度、%UPP和面包加工品质影响较大,对延展性影响较小;单个亚基或亚基对1、2*、7+9、17+18和5+10对小麦品质影响较大;亚基组合1、7+9、5+10可作为品质改良的最佳组合。     

高低分子量麦谷蛋白亚基构成及其对小麦烘烤品质的效应分析

Glu-1位点等位基因编码的高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)和Glu-3位点等位基因编码的低分子量麦谷蛋白亚基(LMW-GS)是决定小麦加工品质的重要因素.用澳大利亚优质面包小麦Sunstate的两个杂交组合,即Sunstate/ 鲁麦21和Sunstate/ 济南16 F2代,研究了Glu-1和Glu-3位点等位变异对小麦烘烤品质的影响.结果表明,当材料为非1BL/ 1RS易位系,位点对小麦烘烤品质的贡献大小为,Glu-D1＞Glu-B1 =Glu-A3＞Glu-B3;当材料为1BL/ 1RS易位系,位点对小麦烘烤品质的贡献大小为,Glu-B3＞Glu-B1＞Glu-D1＞ Glu-A3.1BL/ 1RS易位对小麦烘烤品质有显著的负面影响.就单个亚基而言,在Glu-B1位点17+18＞7+8,在Glu-D1位点5+10＞2+12和4+12,在Glu-A3位点GluA3b＞GluA3a,在Glu-B3位点GluB3d＞GluB3h＞GluB3j.     

长江中下游麦区小麦地方品种HMW-GS遗传多样性分析

采用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)方法,对长江中下游麦区1 120份小麦地方品种的高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)的组成进行了研究.结果表明:在供试材料中,Glu-1位点共有14种等位基因变异,其中Glu-A1位点3种,Glu-B1位点5种,Glu-D1位点6种.亚基null、7+8和2+12在各自的位点上出现频率最高,分别达到了99.38%、97.86%和98.03%.亚基组成类型共有14种,主要为null/7+8/2+12,频率高达95.90%,其中有8份材料具有1、2*、14+15等优质亚基.     

高分子量麦谷蛋白亚基对小麦蛋白质品质特性的影响

为了明确高分子量麦谷蛋白亚基对小麦籽粒蛋白质品质特性的影响,以陕西关中和河南豫北农户大田种植的80份小麦品种为材料,分析不同小麦品种HMW-GS组成及其对籽粒蛋白质品质特性的影响。结果表明,不同位点及位点内单个亚基都对籽粒蛋白质品质特性有显著影响。3个不同位点对小麦籽粒蛋白质品质性状影响的大小顺序为Glu-D1>Glu-B1>Glu-A1。在Glu-A1位点内,1>Null;在Glu-B1位点内,14+15>7+8>7+9;在Glu-D1位点内,5+10>2+12>4+12。参试品种中亚基组合为1/7+8/5+10和Null/7+8/2+12的小麦品种蛋白质品质特性较好。     

江苏省小麦品种的谷蛋白亚基组成分析

为了解江苏省小麦品种的谷蛋白亚基组成现状,为品质育种提供理论指导,选用77份来自江苏省淮南和淮北主要小麦育种单位的育成品种或高代品系,利用聚丙烯酰胺凝胶电泳法(SDS-PAGE)对Glu-1和Glu-3位点进行了鉴定。结果表明,参试品种(系)Glu-1和Glu-3位点的高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)和低分子量麦谷蛋白亚基(LMW-GS)变异丰富。共检测到12个HMW-GS等位变异,其中Glu-A1位点有3个,Glu-B1位点有5个,Glu-D1位点有4个。LMW-GS的Glu-A3和Glu-B3位点则分别检测到5个和6个等位变异。淮北小麦的HMW-GS多态性高于淮南小麦。Glu-1和Glu-3位点等位变异的分布频率差异较大,且淮北和淮南表现不同,优质亚基比例较低。Glu-1位点主要亚基类型为0(46.8%)、1(49.4%)、7+8(63.6%)和2+12(63.6%),Glu-A3位点主要亚基类型为a(23.4%)、c(57.1%)和d(15.6%),Glu-B3位点主要亚基类型为b(22.1%)、f(49.4%)和j(1B/1R易位)(16.9%)。淮北小麦的高分子量谷蛋白优质亚基及亚基组合较少,Glu-B3j分布频率高(54.5%),亚基质量有待提高;淮南小麦的优质亚基及组成亦较少,需根据中筋和弱筋小麦育种目标并结合蛋白质含量和亚基选择进行改良。     

Allelic Variation and Genetic Diversity at HMW Glutenin Subunits Loci in Yunnan,Tibetan and Xinjiang Wheat

Allelic variation and genetic diversity at HMW glutenin subunits loci, Glu-A1, Glu-B1and Glu-D1 were investigated in 64 accessions of three unique wheats of western China using sodium dodecyl sulphate polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE). Two HMW glutenin patterns (i.e., "null, 7+8, 2+12" and "null, 7, 2+12") in 34 Yunnan wheat accessions, 3 HMW glutenin patterns (i.e., "null, 7+8, 2+12"; "null, 6+8, 2+12" and "null, 7+8, 2") in 24 Tibetan accessions and 1 HMW glutenin pattern ("null, 7, 2+12") in 6 Xinjiang wheat accessions were found. The Tibetan accession TB18 was found to be with a rare subunit 2 encoded by Glu-D1. A total of 4 (i.e., Glu-A1c, Glu-B1a, Glu-B1b and Glu-D1a), 5 (i.e., Glu-A1c, Glu-B1d, Glu-B1b, Glu-D1a and Glu-D1) and 3 alleles (i.e.,Glu-A1c, Glu-B1a and Glu-D1a) at Glu-1 locus were identified among Yunnan, Tibetan and Xinjiang unique wheat accessions, respectively. For Yunnan wheat, Tibetan wheat and Xinjiang wheat, the Nei′s mean genetic variation indexes were 0.1574, 0.1366 and 0,respectively, which might indicate the higher genetic diversity at HMW glutenin subunits loci of Yunnan and Tibetan wheat accessions as compared to that of Xinjiang wheat accessions. Among the three genomes of hexaploid wheats of western China, the highest Nei′s genetic variation index was appeared in B genome with the mean value of 0.2674,while the indexes for genomes A and D were 0 and 0.0270, respectively. It might be reasonable to indicate that Glu-B1 showed the highest, Glu-D1 the intermediate and GluA1 always the lowest genetic diversity.     

应用PCR技术研究中国特有小麦种子贮藏蛋白基因的遗传变异

利用Glu A1x、Glu B1x、Glu A3、Glu B3和Glu 1Dx5的特异性PCR引物 ,和位于 1BS染色体上的γ -醇溶蛋白和低分子谷蛋白 2对SSR标记 ,通过PCR的方法研究了 8份四川白麦子、1 4份云南铁壳麦、9份西藏半野生小麦和 9份新疆稻麦贮藏蛋白基因的遗传多样性。结果表明 ,γ -醇溶蛋白和低分子谷蛋白 2个SSR位点的遗传多样性较高 ,其次为Glu A3和Glu B3 ,而Glu Ax和Glu Bx的遗传多样性最低。在所有 4 0份供试材料均未扩增出Glu 1Dx5基因的特异DNA片段 ,说明这些小麦地方品种不含优质亚基 5的编码基因     

新疆小麦高分子量谷蛋白亚基对其加工品质的影响

[目的]贮藏蛋白对小麦的加工品质起重要作用,高分子量麦谷蛋白亚基是研究的重点,明确新疆小麦谷蛋白亚基对加工品质的影响.[方法]以79份新疆小麦作为实验材料,进行SDS-PAGE和部分加工品质性状检测,分析了HMW-GS对小麦加工品质性状--蛋白质含量、湿面筋含量、沉淀值和硬度的影响.[结果]高分子量麦谷蛋白基因位点不同,对同一品质性状的效应不同,同一位点对不同的品质性状效应也不同,且同一位点的不同亚基间对品质性状的效应也存在差异.对于沉淀值,Glu-1的三个位点对其效应大小顺序为 Glu-D1> Glu-A1 >Glu-B1,而对于蛋白质含量,顺序则为Glu-B1> Glu-D1 >Glu-A1.高分子量谷蛋白亚基对加工品质的影响情况更为复杂,对于沉淀值, 2+11>5+10>5+12>3+12>2+12>4+12>2+10, 亚基2+12和2+11、5+10差异显著;对于蛋白质含量,2+10>5+12>4+12>2+12>5+10>2+11>3+12,亚基2+10和5+10、2+11、3+12差异显著.[结论]提高优质亚基1,5+10的频率,保持7+8亚基的频率,是新疆小麦育种的方向.     

Allelic Variation and Genetic Diversity at Glu-1 Loci in Chinese Wheat (Triticum aestivum L.) Germplasms

Wheat processing quality is greatly influenced by the seed proteins especially the high molecular weight glutenin subunit (HMW-GS) components, the low molecular weight glutenin subunit (LMW-GS) components and gliadin components. Genes encoding the HMW-GS and LMW-GS components were located on the long arms and the short arms of homoeologous group 1 chromosomes, respectively. HMW-GS components in 5 129 accessions of wheat germplasms were analyzed systematically, including 3 459 landraces and 1 670 modern varieties. These accessions were chosen as candidate core collections to represent the genetic diversity of Chinese common wheat (Triticum aestivum ) germplasms documented and conserved in the National Gene Bank. These candidate core collections covered the 10 wheat production regions in China. In the whole country, the dominating alleles at the three loci are Glu-A1b (null), Glu-B1b (7 + 8), and Glu- D1a (2 + 12), respectively. The obvious difference between the land race and the modern variety is the dramatic frequency increase of alleles Glu-A1a (1), Glu-B1c (7 + 9), Glu-B1h (14 + 15), Glu-D1d (5 + 10) and allele cording 5 + 12 subunits in the later ones. In the whole view, there is minor difference on the genetic(allelic)richness between the landrace and the modern variety at Glu-1, which is 28 and 30 respectively. However, the genetic dispersion index (Simpson index) based on allelic variation and frequencies at Glu-A1, Glu-B1 and Glu-D1 suggested that the modern varieties had much higher genetic diversity than the landraces. This revealed that various isolating mechanisms (such as auto-gamous nature, low migration because of undeveloped transposition system) limited the gene flow and exchange between populations of the landraces, which led up to some genotypes localized in very small areas. Modern breeding has strongly promoted gene exchanges and introgression between populations and previous isolated populations. In the three loci, Glu-B1 has the highest genetic diversity, then Glu-D1, while Glu- A1 always keeps the lowest genetic diversity. In the landrace, the three regions with the highest allelic richness are Huanghuai Winter Wheat Region, Northwest Spring Wheat Region and Southwestern Winter Wheat Region. For the bred varieties, the highest allelic richness existed in Southwest Winter Wheat Region, Huanghuai Winter Wheat Region, Low & Middle Branch Winter Wheat Region of Yangtze River. Introduction and utilization of foreign varieties in cross breeding has had great effects on the allelic components and frequency of the three loci, which greatly affected the genetic dispersion index. This has made “population“ of the modern variety quite different from that of the landrace.     

东方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,对87份东方小麦(TriticumturanicumJakubz.)的高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)组成检测表明,Glu-A1和Glu-B1分别具有2种和5种不同的亚基类型。在Glu-B1位点上,东方小麦具有其明显的特点,13+16亚基出现频率最高,达60.92%,而这种亚基在普通小麦中属稀有亚基。在Glu-A1位点上,东方小麦与普通小麦、密穗小麦和硬粒小麦相似,null为主要亚基类型。筛选出具有2或7+8优质亚基的材料各9份,其中来自埃塞俄比亚的1份材料CItr14598具有(2,7+8)优质亚基组合,确属品质育种中难得的优异基因资源,可供普通小麦优质育种利用。     

小麦高分子量谷蛋白亚基（HMW-GS）对面条感官质量的影响

【目的】明确HMW-GS及其组合对面条感官质量特性的影响,筛选适于制作优质面条的HMW-GS及其组合。【方法】以大田种植的80份小麦品种为材料,实验室制作干白面条。采用标度感官评价方法,利用经过培训和测试的感官评价员组成的感官评价小组,对煮制后的面条进行感官质量评价。通过组间方差分析,研究Glu-A1、Glu-B1、Glu-D1位点内单个亚基及其亚基组合对面条感官质量的影响。【结果】方差分析结果表明,Glu-A1、Glu-B1、Glu-D1位点分别对光滑性、弹性和感官评价总分、硬度和黏性有显著影响（P＜0.1）,Glu-A1、Glu-B1、Glu-D1位点内单个亚基对面条感官质量的影响大小为Null＞1、7+8＞7+9＞14+15、4+12＞5+10≥2+12。不同亚基组合的面条感官质量特性（色泽、硬度、弹性、光滑性）以及总分之间存在显著差异（P＜0.1）。亚基组合为Null/7+8/2+12、1/7+8/4+12、1/7+8/5+10的小麦品种制作面条的感官质量得分较高,且在部分感官质量特性方面表现突出。【结论】不同位点HMW-GS对面条感官质量有显著影响。Glu-B1位点上的7+8亚基为影响面条感官质量特性的主要亚基类型。亚基组合为Null/7+8/2+12、1/7+8/4+12和1/7+8/5+10的小麦品种制作的面条感官评分较好,为面条小麦品种选育的推荐亚基组合。