糯性小麦及Wx基因研究进展

糯性小麦对淀粉及面团特性有很大影响,众多研究显示,小麦3个糯性基因的缺失位点存在着剂量效应,把它们同时组合到1个小麦品系中,能产生含量极低甚至不含直链淀粉的胚乳。针对国内外糯性小麦育种研究,介绍了其研究现状、糯质特性及淀粉品质、糯性突变体的种质资源筛选、Wx基因及其分子遗传研究、糯性突变体的鉴定等的研究进展,并对糯性小麦的选育、存在问题与应用前景作了分析和展望。     

小麦淀粉品质改良的综合标记辅助选择体系的建立

 综合运用常规育种技术和标记辅助选择 ,建立了细胞和个体水平 (花粉和籽粒染色、直链淀粉含量、膨胀势和RVA粘度参数 )、蛋白质水平 (Wx蛋白的SDS PAGE)、DNA水平 (Wx基因的STS标记和SSR标记 ) 3个水平的综合标记辅助选择体系 ,用于改良淀粉品质 ,培育优质面条小麦和糯性小麦。结果表明 ,利用花粉和籽粒染色、Wx蛋白电泳、Wx基因的STS标记和SSR标记可以选育糯麦 ;国内首次从 5个组合中选育出一批糯性小麦株系。建立了依膨胀势、直链淀粉含量、高峰粘度的面条品质评分的回归方程 ,给出了小麦面条品质育种早代的预测指标。对综合标记辅助选择体系的利用和糯性小麦的应用进行了讨论。     

糯小麦品系TN-1的品质性状分析

测定了引进糯小麦品系TN-1的直链淀粉和籽粒全蛋白质的含量。结果表明，TN-1的直链淀粉质量分数低于1％，与糯米相似；全蛋白质量分数为18．00％，且含小麦独有的面筋蛋白，具有独特的品质。TN-1的籽粒糯性由3对独立的隐性基因支配，并就糯小麦的应用前景进行了分析。     

糯小麦遗传育种研究动态综述

糯小麦在食品和非食品工业中具有重要的应用价值.通过对国内外学者对糯小麦遗传育种研究动态的分析,综述了有关小麦籽粒胚乳中淀粉的遗传特性和类型、Wx蛋白的分离方法、Wx基因缺失位点在不同国家小麦品种中分布、糯小麦品种选育、品质特性以及应用前景等方面的重要研究进展.     

小麦不同Wx蛋白缺失材料及其F_1代糊化特性分析

分析了不同Wx蛋白缺失类型小麦材料及其F1代正反交种子的直链淀粉含量及淀粉粘度的理化特性。F1代种子的直链淀粉含量在糯麦和普通小麦的直链淀粉含量之间 ,非糯×糯类型的F1代比糯×非糯类型的直链淀粉含量高。糯麦与其它材料的粘度特性显著不同 ,F1代种子的峰值粘度低于普通小麦亲本。直链淀粉含量与峰值粘度、回冷值、低谷粘度和最终粘度呈正相关 ,而与糊化温度和峰值时间的相关关系不显著。     

Wx蛋白缺失对淀粉理化特性和面条品质的影响

 【目的】对Wx蛋白缺失影响小麦淀粉理化特性和面条加工品质的情况进行探讨。【方法】以6类Wx蛋白组成的14个品种为试材，测定其淀粉理化特性和面条品质，进行统计分析。【结果】Wx亚基的数目对其酶蛋白和直链淀粉含量有显著影响，随着Wx亚基数目的增加，Wx蛋白和直链淀粉含量相应升高，面粉膨胀势和峰值粘度呈现下降的趋势，但面条品质的变化并不表现完全一致。糯小麦绝大部分淀粉理化指标显著较低。不同Wx亚基对淀粉理化特性和面条品质的影响也存在一定的差异，缺失Wx-B1亚基对直链淀粉合成的影响最大，其次是Wx-D1亚基，缺失Wx-A1亚基作用最小。3类单一Wx亚基缺失材料中，Wx-B1亚基缺失品种直链淀粉含量最低，膨胀势和RVA峰值粘度最高，面条评分最高。【结论】从不同Wx亚基缺失类型小麦品种看，面条评分与直链淀粉含量、膨胀和糊化特性之间并不是简单的直线关系，尤其是直链淀粉含量，而是有一个合适的范围，在这个范围内随着直链淀粉含量的下降，膨胀势和峰值粘度升高，面条评分上升，超出这一范围面条评分下降。     

小麦胚乳Wx蛋白缺失对籽粒淀粉含量的影响

旨在通过比较不同的小麦胚乳Wx蛋白亚基缺失类型材料籽粒的Wx蛋白总量支直链淀粉含量及总淀粉含量,明确胚乳Wx蛋白对支直链淀粉合成的作用。利用SDS-PAGE方法鉴定了13个品种Wx蛋白亚基组成,并测定了这些品种的Wx蛋白总量、直、支链淀粉含量及直/支比。结果表明,任何Wx基因缺失都会造成Wx蛋白合成数量的明显著减少,随着Wx基因不表达的数量增多,Wx蛋白合成的减少量增多;糯麦的直链淀粉含量最少。Wx蛋白含量与直链淀粉含量和直/支链淀粉含量之间存在极显著和显著的正相关,r=0.860 0,r=0.810 8;Wx蛋白含量与支链淀粉含量之间呈中度相关,r=0.402 7,这说明Wx蛋白总含量对直链淀粉含量的大小起到决定性作用,而对支链淀粉和总淀粉含量只有一定影响;通过操纵Wx基因可以改变籽粒胚乳中的直链淀粉含量和淀粉的直/支比,进而达到改进淀粉理化特性和加工特性的作用。     

不同专用类型小麦品种籽粒淀粉积累特性的研究

对不同专用类型小麦品种籽粒淀粉积累动态、淀粉合成酶活性进行研究,结果表明:不同专用类型小麦籽粒中直、支链淀粉及总淀粉积累量和积累速率以及四种淀粉合成酶(腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、束缚态淀粉合成酶(GBSS)、可溶性淀粉合成酶(SSS)、淀粉分支酶(SBE))活性大小顺序均表现为中优9507>扬麦16>扬麦15>Wx13,其中糯小麦Wx13直链淀粉积累量、积累速率以及GBSS酶活性显著低于非糯小麦。     

春性糯小麦新品系的选育及其品质特性分析

用3个广东当地非糯小麦品种与引进的糯小麦品系TN-1回交,成功地育成了适合本地种植的糯小麦品系.小麦的糯性在杂交后代中呈3对隐性基因独立遗传的模式,易于转移到农艺性状优良的遗传背景中.品质分析的结果表明,糯小麦含有小于2%的直链淀粉,并有较高的全蛋白质和面筋蛋白含量,集低糊化温度、高营养价值以及加工性能好的特点为一体.利用南方冬闲田种植糯小麦,可望减少冬季抛荒耕地并增加农民收入.本文还探讨了糯小麦的育种策略.     

小麦遗传背景对糯性品质的影响

测试了5个遗传背景不同的糯小麦品系和1个非糯小麦品种的直链淀粉含量和RVA参数。糯小麦品系的直链淀粉含量大幅度地低于非糯小麦,糊化温度及高峰粘度、低谷粘度、最终粘度、崩解值、反弹值、峰值时间也显著低于非糯小麦,糯与非糯小麦品系问直链淀粉含量和各RVA参数存在正相关的趋势。糯小麦品系间直链淀粉含量与RVA参数也存在显著性差异,不同糯小麦品系表现出独特的糊化特性,但直链淀粉含量与各RVA参数间没有相关关系。结果表明,小麦的糯性除了受3对独立遗传的隐性基因支配外,糯小麦品系间的直链淀粉含量和糊化特性还受遗传背景的影响。     

全糯小麦新品种晋麦99号的选育

由于糯小麦含有支链淀粉(含量≥98%)和小麦独有的面筋蛋白,而糯麦粉具有独特的麦香、糯香和糯感,具有糯淀粉的黏性、容易揉和成型的加工品质和较高的营养价值,近年来得到我国育种家的重视。山西省农业科学院小麦研究所的糯小麦研究始于15 a前,是采用弱冬性糯质资源与当前生产中广泛种植的优良冬小麦杂交、分离、回交转育,选育适宜晋南冬麦区种植的冬性糯小麦新品种。晋麦99号是山西省第1个冬性糯小麦品种,支链淀粉含量100%,富含锌、硒等矿物质;幼苗半匍匐,生长势强,分蘖能力强,株型紧凑,抗锈病、白粉病;适宜山西省南部中熟冬麦区旱地及相同生态区种植。     

蛋白质与淀粉对挂面和方便面品质及微观结构的影响

以小麦淀粉、小麦活性面筋粉和标准面粉为原料，通过控制各原料比例的方法，结合扫描电子显微镜技术，观察与分析了不同淀粉与蛋白质含量的混合粉制在制作面条和方便面过程中微观结构、加工特性及食用品质的变化情况。结果表明，蛋白质和淀粉含量对面条和方便面的品质都有重要影响，相对而言，蛋白质的作用大于淀粉。只有蛋白质和淀粉间比例及其在面粉中含量处于比较合适的水平时，才能制成高品质的挂面和方便面。蛋白质经吸水或变性后形成的网络结构上使面团具有可塑性、熟面条具有弹性和部分韧性、方便面具有良好复水性的主要原因；也是束缚淀粉颗粒，防止其从面条中失落的主要因素。淀粉通过缓解面筋强度、添补蛋白质网络空隙等途径，有增大面团和面带延伸性、改善面带表面光滑性、增加面条白度等作用。     

蛋白质、淀粉、硬度和色泽与小麦面条品质的关系

对蛋白质、淀粉特性、硬度和色泽与小麦面条品质的关系进行了综述和讨论。提高蛋白质含量和质量有助于改善中国面条的适口性、咬劲和弹性．但对煮面的外观性状为负向影响。直链和支链淀粉的比例及淀粉糊化特性与面条的表观和光滑性有关。中国面条要求面粉颜色白、灰分低，较高的蛋白质含量、中等偏强的面筋强度和较好的廷展性以及较高的峰值粘度。     

不同类型小麦品种籽粒蔗糖含量变化与淀粉积累特征的研究

以不同类型(强筋、中筋、弱筋、糯性)小麦品种为试材,研究小麦灌浆期籽粒可溶性总糖、蔗糖及灌浆期、成熟期淀粉积累动态.结果表明:不同类型麦品种间,可溶性总糖和蔗糖含量由大到小依次为糯小麦Wx11、弱筋小麦宁麦9号、中筋小麦淮麦18、强筋小麦中优9507,总淀粉及其组分积累量无论是灌浆期还是成熟期由大到小均依次为强筋小麦中...     

糯小麦与其它作物淀粉特性的比较研究

【目的】阐明糯小麦与其它作物的淀粉理化特性差异,分析糯小麦淀粉在食品工业中的应用前景。【方法】以淀粉厂批量生产的糯小麦淀粉及市售食品级马铃薯、木薯、糯玉米、红薯、普通小麦、普通玉米作物淀粉为材料,比较研究直链淀粉含量、膨胀势、淀粉色泽、透光率、快速黏度测定仪（RVA）测定的淀粉糊化特性、差示扫描量热仪（DSC）测定的热力学特性及冻融析水率。【结果】糯小麦和糯玉米直链淀粉含量均小于1%,其它作物淀粉直链淀粉含量在22%—27%;糯小麦淀粉透光率与红薯淀粉差异不显著,显著低于马铃薯、木薯和糯玉米淀粉,显著高于小麦和玉米淀粉;糯小麦淀粉膨胀势和峰值黏度与糯玉米、红薯淀粉无显著差异,显著低于马铃薯、木薯淀粉,显著高于小麦和玉米淀粉;糯小麦淀粉糊化温度（RVA测定）、起始温度（DSC测定）显著低于其它作物淀粉;糯小麦淀粉回生值与糯玉米无显著差异,显著低于其余几种作物淀粉;糯小麦淀粉冻融析水率最低,显著低于其它作物淀粉。【结论】糯小麦淀粉与常用作物淀粉的多数理化特性存在显著差异。综合比较,糯小麦淀粉糊化温度（RVA测定）低、起始温度（DSC测定）低、回生老化程度小、冻融稳定性好,优于其它作物淀粉,对于改善速溶、快餐、冷冻食品品质及延长食品货架期有显著优势。     

糯性小麦新品种（系）筛选鉴定分析

以四川省部分糯性小麦新品种（系）为研究对象,通过小区生产试验鉴定丰产性;利用条锈病接种方式和赤霉病、白粉病自然发病方式相结合鉴定抗病性,同时选取Yr5、Yr10、Yr15、Fhb1和Pm21抗病基因通过分子标记鉴定分析材料抗病基因情况,利用试剂盒测定淀粉含量,同时利用近红外品质分析仪测定品质情况。结果表明,中科糯麦258、中科糯麦208、中科糯麦18和中科糯麦11在丰产性和抗病性上综合表现最好;所有参试材料的支链淀粉含量均超过95%,且大部分材料蛋白质和湿面筋含量较高,单项指标达强筋标准。     

糯小麦配粉对淀粉理化特性和面条品质的影响

研究了5个非糯小麦添加不同比例糯小麦面粉后淀粉糊化特性和面条加工品质的变化。结果表明,糯小麦面粉淀粉-碘吸收曲线与普通小麦显著不同,但与普通小麦支链淀粉-碘吸收曲线相近。糯小麦面粉淀粉理化特性与非糯小麦显著不同:直链淀粉含量较低,淀粉开始糊化早,最终粘度非常低,反弹值小,回生慢。普通小麦添加糯小麦面粉后,直链淀粉含量显著降低,但峰值粘度等指标并没有相应升高,面条品质也没有显著改善。不论添加糯麦粉与否,熟面条放置24 h或鲜面条放置72 h后其评分均显著下降,但添加糯麦粉后下降幅度减小,糯小麦加工的面条评分下降幅度更小,说明糯小麦面粉可以在一定程度上延长鲜湿面条的货架寿命。     

大麦糯性相关基因Wx单核苷酸多态性分析

【目的】大麦Wx是控制直连淀粉合成相关的糯性基因,研究大麦糯性相关基因Wx单核苷酸多态性,并分析其与籽粒直链淀粉含量的关系。【方法】以2个国外糯大麦品种为对照,对30份高、中、低直链淀粉含量的中国大麦进行Wx的克隆和测序,分析Wx的单核苷酸多态性(SNP)及其与籽粒直链淀粉含量之间的关系。【结果】在对32个大麦品种的核苷酸序列多态性鉴定中,共检测到了169个多态性位点,平均每26bp检测到一个多态性位点。在所有检测到的多态性位点中,包括143个SNP和26个InDel,二者的频率分别为1/310和1/169。Wx的内含子1、3、5、8区,外显子2、5和5′-UTR及3′-UTR区域为变异富集区,其它区域变异较小。外显子2和内含子1区域所承受的选择压力较小。单倍型分析表明,第1种单倍型中包括所有低直链淀粉含量的材料。【结论】大麦Wx的多态性与直链淀粉含量之间存在明显的对应关系。     

Wx基因缺失对灌浆期小麦旗叶光合特性的影响

小麦籽粒淀粉的合成不仅受到淀粉合成关键酶的影响,而且也受到光合作用的调控,Wx基因的缺失在很大程度上会影响小麦的淀粉合成,在一定程度上也可能对光合作用产生影响。本文以8个Wx小麦近等基因系为材料研究了Wx基因对小麦光合特性的影响,结果表明:3个Wx基因部分或全部缺失对小麦旗叶光合特性有较大影响,其中Wx-A1和Wx-B1基因的缺失可显著降低净光合速率,而全部Wx基因缺失则会使其增加。此外,Wx基因部分或全部缺失后,光合指标的相关性随之发生改变,胞间CO2浓度对光合作用不具有显著的抑制或促进作用,灌浆速率、干物质积累和水分利用效率的增加,以及气孔导度和蒸腾速率的降低。本研究对Wx基因对小麦光合特性乃至产量的影响以及丰富植物库源关系研究有重要意义。     

蛋白质与淀粉对挂面和方便面品质及微观结构的影响

以小麦淀粉、小麦活性面筋粉和标准面粉为原料 ,通过控制各原料比例的方法 ,结合扫描电子显微镜技术 ,观察与分析了不同淀粉与蛋白质含量的混合粉在制作面条和方便面过程中微观结构、加工特性及食用品质的变化情况。结果表明 ,蛋白质和淀粉含量对面条和方便面的品质都有重要影响 ,相对而言 ,蛋白质的作用大于淀粉。只有蛋白质和淀粉间比例及其在面粉中含量处于比较合适的水平时 ,才能制成高品质的挂面和方便面。蛋白质经吸水或变性后形成的网络结构是使面团具有可塑性、熟面条具有弹性和部分韧性、方便面具有良好复水性的主要原因 ;也是束缚淀粉颗粒 ,防止其从面条中失落的主要因素。淀粉通过缓解面筋强度、添补蛋白质网络空隙等途径 ,有增大面团和面带延伸性、改善面带表面光滑性、增加面条白度等作用。