四川南部和重庆地区小麦地方品种的高分子量谷蛋白亚基组成分析

为进一步发掘优异基因资源，为小麦品质遗传和育种改良提供基础材料，用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）方法，对分布于四川南部及重庆地区的49种地方小麦品种进行了高分子量谷蛋白亚基（HMW—GS）组成分析。结果表明，供试小麦材料的HMW—GS组成主要有3种类型，以“Null、7＋8．2＋12”亚基组合出现的频率最高，说明这些地区的小麦地方品种在HMW—GS的组成上具有较高的遗传相似性，这为小麦品种中国春源于四川白麦子的说法提供了有力证据。研究还发现地方品种“奉节罗汉麦”中的Glu-IDx的编码蛋白不表达，这在中国小麦自然群体中属首次报道；同时在“南江青杆麦”的Glu-B1位点上发现了仅存在于四倍体小麦中的23＋18亚基。     

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％。     

国内外小麦种质材料高分子量谷蛋白亚基组成分析

为了给小麦品质遗传改良中亲本的选配提供参考依据,利用十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）对108个国内育成小麦品种（系）、40份国外引进小麦种质系和34个地方小麦品种的高分子量谷蛋白亚基组成（HMW—GS）进行了分析。结果表明,在分析的182份小麦材料中,共检测到Glu-A1位点编码的HMw—GS有三种类型,分别是Null、1和2#,其中Null出现频率较高（58．80％）;Glu-B1位点编码的HMw—GS有7＋8、7＋9、14＋15、6＋8、8、7、17＋18、13＋16、6、21共10种类型,其中7＋8和7＋9出现的频率较高,分别为38．47％和34．62％;Glu-D1位点编码的HMw—GS有2＋12、5＋10、5＋12、4＋12、2＋10和10共6种类型,其中2＋12出现的频率最高（70．33％）。共检测到41种HMW-GS组合变异类型,其中“NuU,7＋8,2＋12”、“NuU,7＋9,2＋12”、“1,7＋8,2＋12”和“1,7＋9．2＋12”出现频率较高,分别为20．33％、18．69％、9．34％和7．70％;且检测到多种优质亚基的聚合体。在分析的我国小麦材料中5＋10和2#亚基较少,但含有13＋16亚基;国外材料中的5＋10和2#亚基相对较多,且含有稀有的亚基组合类型。     

硬粒小麦和野生二粒小麦高分子量谷蛋白亚基的遗传多样性

为了解硬粒小麦和野生二粒小麦的高分子量谷蛋白亚基（HMWGS）组成及优质亚基的分布特点,并对其多样性进行分析,利用SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDSPAGE）对32份硬粒小麦和75份野生二粒小麦共107份材料的HMWGS组成进行了分析。结果表明,Glu1位点共有27种等位基因,其中GluA1位点4种,GluB1位点23种;亚基null和6+8在各自的位点上出现频率最高,分别达到38.84％和16.82％;其亚基组成类型共有47种,主要为1/6+8,频率达7.48％;同时筛选出33份含有1、2*、13+16、14+15、17+18等优质亚基的材料,可作为优质基因源。多样性分析结果表明,在GluA1和GluB1位点以及HMWGS组成上,野生二粒小麦的多样性都大于硬粒小麦。另外,在材料GW2、GW4中发现未命名的新亚基。     

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。     

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.     

远缘杂交后代材料的高分子量麦谷蛋白亚基组成分析

以一个远缘杂交后代材料的89个株系为试材,用SDS—PAGE电泳方法鉴定分析了这些株系的高分子量麦谷蛋白亚基(HMW—GS)组成。结果表明,在后代材料中亚基组成类型极其丰富。在Glu—Al、Glu—B1和Glu—D1三个位点上分别检测到3,6和9种不同的亚基类型,3位点结合共出现30种组成类型。其中,在Glu—A1位点上,1亚基出现频率最高,为57．31％;在Glu—B1位点上7 8和7 9亚基出现频率较高,分别为44．94％和34．83％;Glu—D1位点上的变异类型最丰富,其中被世界公认的优质亚基5 10出现频率最高,达38．20％,另外,还存在一些其它新的亚基组合类型。由此看来利用远缘杂交改良我国小麦品质有一定的优势。     

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。     

21份印度小麦高分子谷蛋白亚基、醇溶蛋白及品质分析

为挖掘优良的小麦种质资源,以引进的21份印度小麦种质为材料,利用SDS-PAGE和A-PAGE技术,分析了其高分子量谷蛋白亚基和醇溶蛋白组成。结果表明,在21份印度小麦材料中出现了12种HWM-GS亚基类型和14种亚基组合,其中有3种亚基类型(Null、1、2*)在Glu-A1位点,4种亚基类型(7+8,17+18,7,7+9,13+16)在Glu-B1位点,4种亚基类型(5+10,2+12,4+12,5+12)在Glu-D1位点。1、2+12优质亚基的比例相对较高,均为47.6%。小麦HWM-GS亚基组合1/7+9/2+12在所有亚基组合类型中出现频率高达19.0%。大多数材料的品质得分为7、8分,平均7.52分。共分离出32种迁移率不同的醇溶蛋白谱带,2和3号带出现频率最高,分别为95.24%和90.48%。DA 7200近红外分析仪初步分析结果表明,这21份印度小麦种质资源品质指标相对偏低。     

Ta1小麦不同轮选世代不育株的HMW-GS组成与分析

为了给Ta1小麦轮选育种提供一定的参考．利用SDS—PAGE方法对Ta1小麦轮选群体C2、C5世代不育株及亲本的HMW—GS组成与变异进行分析。结果表明；（1）C2世代不育株的HMW-GS变异十分广泛。变异系数高速94．2％。31种亚基组合中“1，7＋8，2＋12”出现频率最高。Glu—B1位点亚基变异最丰富，有15种类型，而且产生了7、22、13＋16等亲本中不存在的亚基；Glu—D1位点优质亚基5＋10仅占18．0％，2＋12亚基仍占明显优势。（2）C5世代不育株的HMW—GS变异较亲本广泛，29种亚基组合中．杂合的“1，7＋8／14＋15，5＋10”出现频率最高（12．7％），其余皆小于7．0％；Glu—B1位点变异类型仅有9种，且多为杂合。C5世代优质亚基5＋10、14＋15出现频率提高至40．0％和32．0％，但变异系数降为80．7％，表明轮选效果明显，但C5世代群体的遗传异质性较C2世代呈下降趋势。     

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。     

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。     

Mixing properties and dough functionality of transgenic lines of a commercial wheat cultivar expressing the 1Ax1, 1Dx5 and 1Dy10 HMW glutenin subunit genes

In this work we report the effects of the HMW-GS 1Ax1, 1Dx5 and 1Dy10 on the breadmaking quality of the bread wheat cultivar Anza that contains the HMW-GS pairs 1Dx2 + 1Dy12 and 1Bx7* + 1By8, and is null for the Glu-A1 locus. This allows the characterization of individual subunits 1Dx5 and 1Dy10 in the absence of subunit 1Dx5, and the interactions between these subunits and subunits 1Dx2 and 1Dy12 to be determined. Three transgenic lines termed T580, T581 and T590, containing, respectively, the HMW-GS 1Ax1, 1Dx5 and 1Dy10 were characterized over 3 years using a range of widely-used grain and dough testing methods. The transgenic subunits 1Ax1, 1Dx5 and 1Dy10 accounted for 25.2%, 20.3% and 17.9%, respectively, of the total HMW-GS in the three transgenic lines. Although lines T581 and T590 expressed similar levels of subunits 1Dx5 and 1Dy10 they had different effects on other aspects of protein composition, including changes in the ratios of glutenin/gliadin, of HMW/LMW-GS, the 1Dx2/1Dy12, the x-type/y-type HMW-GS and the proportions of high molecular mass glutenin polymers. In contrast, lines transformed to express subunits 1Ax1 and 1Dx5 showed similar changes in protein composition, with higher protein contents and decreased ratios of glutenin/gliadin and 1Dx2/1Dy12. In addition, both transgenic lines showed similar increases in the ratio of x-type/y-type subunits compared to the control line. The transgenic lines were analysed using Farinograph, Mixograph and Alveograph. This confirmed that the expression of all three subunits resulted in increased dough strength (and hence breadmaking quality) of the cultivar Anza. A beneficial effect of subunit 1Dx5 has not been reported previously, transgenic wheat lines expressing this subunit giving overstrong dough unsuitable for breadmaking. However, the expression of subunit 1Dy10 had a greater effect on breadmaking quality than subunits 1Ax1 and 1Dx5. The Farinograph parameters such as dough stability and peak time were increased by 9.2-fold and 2.4-fold, respectively, in line T590 (expressing 1Dy10) with respect to the control line. Similarly, the Mixograph mixing time was increased by four-fold and the resistance breakdown decreased by two-fold in line T590 compared with the control line. The Alveograph W value was also increased by 2.7-fold in line T590 compared to the control line. These transgenic lines are of value for studying the contribution of specific HMW-GS to wheat flour functional properties.     

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。     

Stacking HMW-GS transgenes in bread wheat: Combining subunit 1Dy10 gives improved mixing properties and dough functionality

We have determined the technological properties of four lines containing combinations of three HMW-GS transgenes, encoding HMW-GS 1Ax1, 1Dx5 and 1Dy10. These lines were produced by conventional crossing of three single transgenic lines of the bread wheat cultivar Anza that contains the endogenous HMW-GS pairs 1Dx2 + 1Dy12 and 1Bx7* + 1By8 and is null for the Glu-A1 locus. Consequently, the total number of HMW-GS ranged from 4 in the control line Anza to 7 in line T618 which contains all three HMW-GS transgenes. The lines were studied over two years using a range of widely used grain and dough testing methods. All lines with transgenic subunits showed higher levels of glutenin proteins than the Anza control, and these differences were highly significant for lines T616, T617 and T618, containing, respectively, the transgenes encoding HMW-GS 1Ax1 and 1Dy10, 1Dx5 and 1Dy10 and 1Ax1, 1Dx5 and 1Dy10. These increases in glutenin levels are compensated by lower levels of gliadins present in transgenic lines. These changes affected the ratio of polymeric to monomeric gluten proteins (poly:mono), the ratio of HMW-GS to LMW-GS (HMW:LMW) and the contents of individual 1Ax, 1Bx, 1By, 1Dx and 1Dy subunits. Transgenic lines expressing subunit 1Dy10 together with x-type subunits (T616, T617 and T618) were superior to line T606, which had only increases in x-type subunits. In particular, the combination of transgenic subunits 1Dx5 and 1Dy10 (line T617) gave better dough rheological properties than the other combinations of transgenic subunits. For example, dough development time and stability were increased by 3.5-fold and 8.5-fold, respectively, while the mixing tolerance index (MTI) was decreased by 3.3-fold in line T617 with respect to the control line. Alveograph analyses showed that all four transgenic combinations had increased P values compared to the Anza control but subunit 1Dx5 greatly reduced the extensibility (L). These results show that stacking HMW-GS transgenes by conventional crossing is a valid strategy for the improvement of wheat quality, with different effects being related to the different HMW-GS combinations.     

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。