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。     

低分子量谷蛋白亚基与醇溶蛋白的关系及其对小麦烘烤品质影响

对Cook-Aroona F#-6代55个品系的籽粒分别进行了高分子量谷蛋白亚基、低分子量谷蛋白亚基和醇溶蛋白的电泳分析,并测定了其面粉的延伸性、SDS-沉淀值和蛋白质含量。结果表明,低分子量谷蛋白亚基Glu-A3b与醇溶蛋白Gli-Al（7+12或12）之间;Glu-A3c与Gli-Al（7+11或11）之间及Glu-A3e与Gli-Al（7）之间有着十分紧密的关系。Glu-A3b与Glu-A3c或Gli-Al（7+12、12）与Gli-Al（7+11、11）所对应的品质指标Rmax、E与SDS-SED值明显高于其等位基因Glu-A3e或Gli-Al（7）所对应的品质指标值。高分子量谷蛋白亚基5+10对烘烤品质的明显优势,在本试验材料中不显著。文中分析了不显著的原因及品质极差的基因Glu-A3e与Gli-Al（7）的来源。     

优质小麦品种Glu-A3位点LMW-GS基因的克隆及分子特征

【目的】揭示小麦不同品种Glu-A3位点低分子量麦谷蛋白亚基(LMW-GS)基因的分子特征,寻找在小麦品质改良方面有潜在应用价值的优质候选基因。【方法】选用小麦Glu-A3位点LMW-GS基因特异引物,以中国优质小麦品种小偃6号、陕优225,澳大利亚面包小麦Suneca、Cook以及遗传背景已揭示清楚的中国春小麦为材料,通过基因组特异PCR方法克隆其Glu-A3位点LMW-GS基因,并进行了分子特征比较。【结果】获得了5个Glu-A3位点LMW-GS基因,分别命名为：CookGlu-A3（登录号为EU871816）、XYGlu-A3（FJ876820）、SYGlu-A3（FJ876819）、SunecaGlu-A3（FJ876822）和CSGlu-A3（FJ876821）,这5个基因均有完整的ORF、上游197 bp的启动子区和终止密码子下游51 bp序列,推导蛋白均属于LMW-i型亚基,其差别在于不同序列之间存在着一些SNP位点和插入/缺失片段。其中,CookGlu-A3推导蛋白含7个Cys残基,在C端区缺失了包含第7个保守Cys残基在内的38个氨基酸片段。基于51个染色体位点已知的LMW-GS基因编码区序列比对结果构建的系统发生树,将这些序列分为3大类：所有Glu-A3位点LMW-GS基因编码序列单独聚为第Ⅰ类;部分Glu-D3位点基因被聚在第Ⅱ类;剩余Glu-D3位点基因和全部Glu-B3位点基因被聚在第Ⅲ类,而在第Ⅲ类中这2个位点的LMW-GS基因又各自聚为2个不同的亚类,即Ⅲ-1和Ⅲ-2。【结论】从小麦品种Cook中克隆的CookGlu-A3是编码含7个Cys残基的LMW-i型亚基基因,可能是一个新的LMW-GS基因类型;不同染色体位点的LMW-GS基因在其编码区存在特异性;Glu-A3位点LMW-GS基因与Glu-B3或Glu-D3位点LMW-GS基因编码区序列差异较大。     

镇麦品种相关品质性状基因的分子标记检测分析

为了阐明镇麦品种相关品质基因分布特点,以11份镇麦品种为试验材料,分别利用单粒谷物特性测定系统测定籽粒硬度指数,采用分子标记和琼脂糖凝胶电泳分离技术检测籽粒硬度基因、高/低分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS、LMW-GS)、Wx基因以及面粉色泽相关基因等分布特点,并结合十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)技术明确镇麦材料的HMW-GS类型。结果表明,硬度指数大于60的镇麦品种有9份,均可检测到硬度基因突变。HMW-GS分布特点为：镇麦168等8份材料的组合均为1/7+9/5+10,镇麦11号为1/7+8/2+12,镇麦17和镇麦19为Null/7+8/2+12。LMW-GS有Glu-A3c、Glu-A3d、Glu-B3b、Glu-B3f和Glu-B3g 5种基因型,其中镇麦168、镇麦13和镇麦17为Glu-A3c/Glu-B3g,镇麦11号为Glu-A3d/Glu-B3g,镇麦19为Glu-A3c/Glu-B3b,其余6份镇麦品种均为Glu-A3c/Glu-B3f。Wx基因的检测结果表明,镇麦品种中未检测到Wx基因突变,均为野生型。面粉色泽及相关基因检测结果为：镇麦材...     

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。     

小麦低分子量麦谷蛋白亚基及其编码基因研究进展

 小麦低分子量麦谷蛋白亚基（LMW-GS）约占种子贮藏蛋白的1/3，对面团延展性和食品加工品质有重要影响，是小麦品质改良的主要目标之一。由于其基因拷贝数较多，分子量小，且在电泳图谱上与醇溶蛋白相互重叠，有关LMW-GS的研究远不及HMW-GS深入。笔者系统论述了LMW-GS的命名和结构特征、编码基因在染色体上分布及等位变异类型、Genbank注册的LMW-GS基因及其分类、LMW-GS与品质的关系等，并结合作者的研究结果对LMW-GS基因的鉴定及分子标记开发进行了探讨，目的是为低分子量亚基用于小麦品质改良提供理论基础。     

湖北地方小麦品种大头黄低分子量麦谷蛋白亚基基因的分子克隆

采用PCR方法从湖北地方小麦品种大头黄(ZM11217)中克隆得到1个低分子量麦谷蛋白亚基(LMW-GS)基因LMM-ZM11217.该基因具有LMW-GS基因的典型结构特征,编码区长度为870bp,编码288个氨基酸.推导的氨基酸序列比较结果表明,LMW-ZM11217与Glu-A3和Glu-D3位点控制的基因具有较高的相似性(最高相似性分别为82%和83%),而与Glu-B3位点控制的基因具有较低的相似性(最高相似性为74%).     

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。     

晋麦92号低分子麦谷蛋白亚基Glu-A3基因鉴定

为鉴定强筋小麦品种晋麦92号低分子麦谷蛋白亚基Glu-A3基因,利用一套Glu-A3位点的特异低分子麦谷蛋白亚基STS分子标记引物,对晋麦92号及其亲本品种/系(晋麦33、临优6148)进行检测,该标记包含7对特异性引物,可快速、准确检测Glu-A3位点的7种等位变异类型(Glu-A3a/b/c/d/e/f/g),结果表明:晋麦92号含有Glu-A3c基因。由于Glu-A3c可影响面筋强度,可初步判断晋麦92号的强筋品质性状由Glu-A3c基因所决定。     

六倍体小黑麦HMW-GS亚基分析

 为有效利用引自国际玉米小麦改良中心的175份六倍体小黑麦材料,采用SDS-PAGE电泳方法对其高分子量麦谷蛋白亚基（HMW-GS）组成进行了分析。结果表明,这些材料的HMW-GS类型丰富,在Glu-A1,Glu-B1和Glu-Rx三个位点上分别检测到3种、4种和7种不同的亚基类型;在Glu-A1位点Null 亚基出现的频率最高,为49.14%,其次为1和2* 频率分别为30.29%和20.57%;在Glu-B1位点13+16亚基出现的频率最高,为45.71 %;黑麦染色体编码的亚基主要是21*和22*。共检测到27种HMW-GS组合类型,其中（N,21*,13+16）、（N,21*,14+15,22*）、（1,21*,13+16,22*）、（N,21*,7+8）和（1,21*,13+16）出现的频率较高,分别为10.29%、9.14%、8.57%、6.29%和5.71%。     

龙麦19Glu-D1位点近等基因系5+10供体品种醇溶蛋白块鉴定

利用酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳(A-PAGE),按国际通用醇溶蛋白块的命名方法分析了5+10亚基龙麦19小麦品种中来源于5+10亚基供体Marquis的3条醇溶蛋白谱带.结果表明:这3条醇溶蛋白谱带是由Gli-1位点Gli-Alm 基因编码的醇溶蛋白块.     

小麦低分子量谷蛋白亚基(LMW-GS)的遗传及其与品质的关系

对小麦低分子量谷蛋白亚基 (L MW- GS)的遗传及其与品质的关系加以综述。小麦低分子量谷蛋白亚基可分为 B组 L MW- GS、C组 L MW- GS和 D组 L MW- GS。编码位点分别为 Glu- 3位点、Gli- 1位点、Gli- 2位点和 Glu- 2位点。硬粒小麦中 D组 L MW- GS由 Gli- 3位点编码 ,Glu- D4位点和 Glu- D5位点分别编码 ,分子量分别为 30 k D和 33k D亚基。Glu- B2和 Glu- B4编码一些中迁移率 B组 L MW- GS。普通小麦中 Glu- A3位点上有 6个等位基因 ,Glu- B3位点上有 9个等位基因 ,Glu- D3位点上有 5个等位基因。L MW- GS对品质具有重要作用 ,对品质贡献与 HMW- GS极为相似。通过低分子量谷蛋白亚基的变异分析可得到 Glu- 3各等位基因位点与品质指标的相关性。Gli- A1和 Glu- A3位点发现重组率为 1.70± 0 .90 %。Gli- B1和 Glu- B3位点之间的重组率为 2 %。Glu- D3和 Gli- D1之间未发现明显重组。     

甘肃旱地春小麦及部分重要骨干亲本麦谷蛋白亚基组成分析

为明确甘肃主栽旱地春小麦品种资源的优质麦谷蛋白亚基组成及分布情况,选取高分子质量麦谷蛋白亚基Ax1/2*、Dx5、Bx7、By8、Bx14和低分子质量麦谷蛋白亚基Glu-A3d、Glu-B3b,采用STS分子标记的方法,对82份甘肃近年来育成的旱地春小麦品种(系)及部分重要骨干亲本进行检测。结果表明,82份供试材料中优质HMW-GS以Ax1/2*、5+10和7+8为主,分布频率分别为57.3%、31.7%和72.0%,14+15的频率为4.9%,在2份材料中检测到稀有亚基By8,频率为2.4%。LMW-GS中Glu-A3d、Glu-B3b频率分别为80.5%和42.7%。Glu-1 3个位点具优质亚基的小麦品种(系)共11个,Glu-3 2个位点具优质亚基的小麦品种(系)共31份。8份材料在5个位点都具有优质亚基。研究结果为改良甘肃旱地春小麦面筋质量、准确筛选优质种质资源和加快育种进程提供了重要依据。     

扬麦系列品种品质性状相关基因的分子检测

【目的】明确扬麦系列品种品质基因分布,为遗传育种和生产上应用扬麦品种提供参考。【方法】以21份扬麦系列品种的单系纯种为材料。采用SKCS-4100型单粒谷物特性测定仪测定籽粒硬度。采用功能性标记和聚丙烯酰胺凝胶电泳分离技术对硬度、低分子量谷蛋白亚基（LMW-GS）、编码直链淀粉合成关键酶的Wx、多酚氧化酶（PPO）、黄色素含量（PSY）和穗发芽抗性（Vp1）基因进行鉴定,利用SDS-PAGE蛋白质电泳技术对高分子量谷蛋白亚基（HMW-GS）和Wx蛋白亚基进行鉴定分析。【结果】籽粒硬度分析表明21份扬麦系列品种材料中,软麦有16份,频率为76.19%,而硬麦和混合麦仅为19.05%和4.76%。分子检测表明硬麦和混合麦材料中有4份为pinb-D1b硬度基因突变,频率为供试材料的19.05%,其硬度指数均在60左右;16份软麦材料中未发现pinb-D1b硬度基因突变。HMW-GS分布情况为:Glu-A1位点1和Null频率分别为38.10%和61.90%,Glu-B1位点7+8和7+9频率分别为57.14%和42.86%,Glu-D1位点2+12和5+10频率分别为85.71%和14.29%。LMW-GS以“Glu-A3c,Glu-B3g”基因型为主,Glu-A3位点Glu-A3c和Glu-A3d基因型频率分别为90.48%和9.52%,Glu-B3位点Glu-B3g和Glu-B3i基因型频率分别为95.24%和4.76%。Wx分子检测表明仅扬麦13为Wx-B1b突变型;Wx蛋白电泳分析表明仅扬麦13和扬麦5号Wx-B1位点蛋白亚基缺失。2AL位点上高PPO活性基因型Ppo-A1a和低PPO活性基因型Ppo-A1b的频率分别为52.38%和42.86%,2DL位点低PPO活性基因型Ppo-D1频率为90.48%。高和低黄色素含量标记基因Psy-A1a和Psy-A1b,频率分别为19.05%和80.95%。穗发芽抗性基因功能标记Vp1B3扩增出抗穗发芽Vp1Bc和感穗发芽Vp1Ba两种基因型,频率分别为90.48%和9.52%。【结论】扬麦系列品种多数为弱筋小麦,这与其pinb-D1位点为pinb-D1a、Glu-A1和Glu-D1位点多为Null和2+12、Glu-A3多为c有关,可用作弱筋小麦育种的亲本;扬麦158和扬麦16等品种中筋品质优良,可能主要与其pinb-D1位点发生变异有关,在中筋品质改良中应加强pinb-D1位点变异的选择;扬麦1号、扬麦4号、扬麦5号、扬麦9号、扬麦18、扬麦19和扬麦22携有低PPO活性和低黄色素含量基因,可用作改良面粉白度和色泽的亲本;扬麦2号、扬麦4号和扬麦5号Glu-D1位点为“5+10”亚基,扬麦13和扬麦5号Wx-B1蛋白缺失,为扬麦系列品种中少有的优质性状,可用于改良中筋小麦的蛋白质和淀粉品质。     

Qualitative Difference Between HMW-GS 5+10 and 2+12 NILs of Four Spring Wheat Cultivars with High-Quality Genetic Background

To investigate the effect of high molecular weight glutenin subunits (HMW-GS) 5+10 in high quality spring wheat, four near-isogenic lines (NILs) developed by 6 consecutive backcrosses sharing the same genetic background and differing only at the Glu-D1 locus in each pair were employed in this study. The results showed that gluten indexes were all +10 subunits introduced into the four% (P＜0.01) after the 5increased by 3.1-27.7cultivars. Their stability time was increased by 128, 104, 233 and 36%, where the maximum resistance raised by 130, 56.04, 95.10 and 16.33% in Kefeng 6, Longmai 20, Longfumai 10and Xiaobingmai33, respectively.     

31份国外小麦品种的HMW-GS组成分析

利用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)方法对国外31份优质小麦的高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)进行了分析,结果表明,GI U-A1位点上有3种类型:N、1、2*;GI U-B1位点上有6种类型:7、6+8、7+8、7+9、13+16、17+18;GI U-D1位点上有2种类型:5+10、2+12。也出现了一些稀有亚基,在GI U-A1位点上以1为主。