一些小麦品种的淀粉特性分析

为了筛选出淀粉品质优良的面条小麦品种,分析了200份国内小麦品种(系)和6份澳大利亚小麦品种的淀粉特性及Waxy蛋白亚基组成.与国外优质面条小麦相比,国内小麦的淀粉品质总体上有一定差距,但主要淀粉特性的变异范围比较广,如直链淀粉含量变幅为17.79%～27.14%,膨胀势为3.77～10.45g/g,峰值粘度为491.50～4 497.00 cP,低谷粘度为74.00～3 042.00 cP,崩解值为584.50～1 986.50 cP.国内小麦品种(系)中有15份缺失Wx-B1蛋白亚基,其直链淀粉含量、峰值粘度和崩解值的平均值优于正常类型品种(系),如花培18-5直链淀粉含量低于19%,峰值粘度高于4000 cP,崩解值高于1 500 cP.河南省小麦品种(系)的淀粉特性优于其他省市.     

部分小麦品种(系)品质相关基因的分子检测

为了了解小麦品种(系)的遗传信息,提高优质小麦育种的效率,利用已有的品质相关基因的分子标记(Dx5、Wx-A1、Wx-B1、Wx-D1、1BL/1RS、PPO18和PPO29)检测了144份黄淮麦区、3份国内其他麦区和8份德国品种(系)的基因等位变异类型。结果表明,5+10亚基类型、Wx-B1b和1BL/1RS易位的出现频率分别为34.8%、2.0%和47.1%,郑麦、新麦、淮麦、烟台以及徐麦等系列小麦品种(系)5+10亚基出现频率较高,而周麦系列中频率较低;未检测到Wx-A1b、Wx-D1b以及双缺失类型的材料;2A染色体上PPO等位基因Ppo-A1a(高PPO)、Ppo-A1b(低PPO)及杂合型基因型出现频率分别为45.8%、49.7%和4.5%,2D染色体上PPO等位基因Ppo-D1a(低PPO)和Ppo-D1b(高PPO)基因型出现频率分别为47.1%和52.9%,两个基因组合类型Ppo-A1b/Ppo-D1b(中等PPO)的出现频率最高,为29.0%,Ppo-A1a/Ppo-D1a(中等PPO)、Ppo-A1a/Ppo-D1b(双高PPO)以及Ppo-A1b/Ppo-D1a(双低PPO)的出现频率依次为23.9%、21.9%和20.6%;聚合多个优质基因的频率很低,同时含有5+10亚基、缺失1个Wx基因、非1BL/1RS易位以及双位点低PPO活性(Ppo-A1b/Ppo-D1a)的材料仅有1份(郑麦366),同时含5+10亚基、非1BL/1RS易位以及Ppo-A1b/Ppo-D1a的材料也仅占5.2%,应加大多个优异基因聚合品种的选育力度。     

多酚氧化酶活性基因在黑龙江省小麦品种中的分布

为了解黑龙江省小麦品种多酚氧化酶(Polyphenol oxidase, PPO)活性水平,利用PPO18、PPO16及PPO29等3个标记对88份推广品种的PPO-2A及PPO-2D位点等位变异进行了检测.结果表明,黑龙江省小麦品种上述位点的高PPO活性条带频率偏高,分别为51.8%和42.2%.两个位点都出现高PPO活性条带的品种有19份,占23.8%;都出现低PPO活性条带的品种有23份,占28.8%.有6份品种在PPO-2A位点出现杂合现象.     

Wx-1基因变异和优质HMW-GS组合对中筋小麦品质的影响

高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)和Wx蛋白是两个影响小麦理化品质和制成品品质的重要因素。为研究HMW-GS和Wx基因变异对小麦理化品质、面条感官评分和质构特性的影响,以镇麦9号和扬糯麦1号为亲本的2个高代系为试验材料,研究了优质HMW-GS 5+10及Wx基因缺失对小麦理化品质及面条加工品质的效应。结果表明,品系1与品系2的湿面筋含量和SDS沉淀值与镇麦9号相近,但显著好于扬糯麦1号。相较于镇麦9号,品系1与品系2的直链淀粉含量分别降低了1.5%和2.5%,其峰值黏度和稀懈值均显著高于镇麦9号,膨胀势也高于镇麦9号。5+10亚基显著提高了面条质构参数中的硬度和咀嚼性,而Wx基因缺失显著提高了面条的软硬度评分和光滑性评分。综合来看,具有5+10亚基和 Wx-D1缺失型的品系2具有较高的SDS沉淀值、面团形成时间和稳定时间、较低的直链淀粉含量、较高的峰值黏度、稀懈值和膨胀势,蛋白质和淀粉综合品质表现较好。品系2面条总评分最高,显著高于镇麦9号和扬糯麦1号,其主要体现在适中的面条软硬度和较好的光滑性。推测Wx基因缺失和优质HMW-GS聚合可显著提高小麦淀粉品质和蛋白质品质,有效改善面条的蒸煮品质和感官评分。     

面条品质不同的小麦品种籽粒淀粉特性及淀粉合成的差异

为给小麦面条品质改良提供理论依据,以4个携带全部3个Wx蛋白亚基的普通小麦品种为试材,检测其籽粒灌浆期淀粉合成关键酶活性的动态变化,并对籽粒淀粉理化特性和面条加工品质进行比较.结果表明,籽粒灌浆过程中,济麦19和济麦20 的淀粉粒束缚淀粉合成酶(GBSS)活性明显较低,而参与支链淀粉合成的关键酶如ADP-葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、可溶性淀粉合成酶(SSS)和淀粉分支酶(SBE)活性差异不明显,最终其籽粒直链淀粉含量显著低于鲁麦14和鲁麦21,面粉膨胀势、糊化峰值粘度和崩解值较高,面条加工品质优良.淀粉合成关键酶活性与直、支链淀粉增长速率显著相关,说明遗传背景不同是造成淀粉合成和最终加工品质差异的重要原因.不同淀粉合成关键酶活性之间密切相关,说明参与淀粉合成的酶是相互影响、共同作用的;直、支链淀粉增长速率高度相关,说明二者的合成是相互制约、同步进行的.携带全部3个Wx蛋白亚基的普通小麦品种的GBSS活性可以存在显著差异,从而形成不同的淀粉理化特性和面条加工品质,因此完全有可能在不缺失Wx蛋白的普通小麦中选育出优质面条品种.参与淀粉合成的关键酶是相互影响的,单独改变一种或几种淀粉合成关键酶的表达或活性,可能对淀粉品质的遗传改良作用较小.     

糯小麦配粉对普通小麦品质性状和鲜切面条品质的影响

为了明确糯麦配粉对小麦品质的影响,利用中国北部和黄淮冬麦区的三个小麦主栽品种京411、豫麦49和豫麦34,研究了添加10%、15%、20%、25%和30%不同比例的糯小麦面粉后其蛋白质、淀粉特性及面条品质的变化.结果表明,随着添加比例的提高,面粉蛋白质含量和沉淀值有所增加,和面时间和衰落势无显著变化.直链淀粉含量随添加量的增加而逐渐降低,高峰粘度和反弹值则均有所下降.直链淀粉含量与面条的粘弹性、光滑性和总评分呈二次曲线关系,直链淀粉含量为24%～25%时,面条的粘弹性、光滑性和总评分最好,添加15%～20%的糯小麦面粉即可达到这一效果.添加糯小麦面粉对面条色泽和表观状况无显著影响.     

济麦19面团流变学和淀粉特性与面条品质分析

对近年来不同地区济麦19的面团流变学和淀粉特性与面务品质进行了统计分析,以期为当前的高产优质小麦育种和生产提供理论和技术指导。结果表明,环境和年份对济麦19的面团和淀粉特性以及面条品质均有一定的影响,蛋白质含量和淀粉特性、面务品质相对比较稳定,而面团流变学指标变异幅度较大。蛋白质含量高,面团流变学特性好是其面务品质优良的根本原因,与国内外14个评分大于85分的优质面条小麦品种相比,其淀粉特性尚存在一定的差距,从而影响了其面务品质进一步提高。但从总体上看,济麦19属于中强筋小麦类型,可以加工高档面条和水饺粉。     

硬粒小麦缺失4A蜡质蛋白对直链淀粉含量及淀粉品质特性的影响

为了明确硬粒小麦缺失不同Wx蛋白对直链淀粉含量的效应和Wx-B1 缺失型(缺失4A蜡质蛋白)的淀粉特性,利用SDS-PAGE电泳分析技术对1个硬粒小麦F2分离群体(来源于以硬粒小麦品系B413Wx-B1缺失型为母本、PI435045Wx-A1缺失型为父本的杂交组合)的102个单籽粒进行了Wx蛋白的筛选,并测定了其中72个单籽粒(其中Wx-B1 缺失型21粒,Wx-A1 缺失型10粒,正常型41粒)的直链淀粉含量;同时测定了11个Wx-B1 缺失型和7个正常型硬粒小麦品系面粉的直链淀粉含量、膨胀势和RVA黏度.结果表明,硬粒小麦2对Wx基因的分离符合9∶3∶3∶1的分离模式,Wx-B1 缺失型籽粒的直链淀粉含量比正常型低4.78%.Wx-B1 缺失型的面粉直链淀粉含量比正常型低5.76%,RVA高峰黏度和膨胀势比正常型分别高116.02 RVU和3.69 g/g.相关分析表明,直链淀粉含量与RVA高峰黏度和膨胀势均呈极显著负相关.     

扬麦系列品种的淀粉糊化特性及Wx蛋白缺失分析

为了明确扬麦系列品种(系)的淀粉品质特点,为生产应用和淀粉品质的改良提供依据,测定了扬麦系列品种(系)及国内部分其他小麦品种(系)的RVA参数,并分析了它们的Wx蛋白缺失情况及其对RVA参数的影响.结果表明,扬麦系列品种(系)的峰值粘度和稀懈值极显著高于供试的北方小麦;低谷粘度和最终粘度显著高于北方小麦和南方小麦;反弹值显著高于南方小麦.扬麦系列品种(系)的Wx-B1缺失比例较高,为18.18%.Wx-B1缺失的扬麦系列品种的峰值粘度和稀懈值显著高于不缺失Wx-B1的扬麦系列品种, 而其它RVA参数差异不显著,但部分Wx-B1不缺失的扬麦系列品种(系)也具有较好的淀粉糊化品质.     

低筋小麦配粉及其对加工品质的影响

为改良湿面筋含量较高、面筋指数和稳定时间较低的这一类型小麦的加工品质,选择这三个指标相差较大的三个小麦品种为材料进行配粉,将湿面筋含量较高、面筋指数和稳定时间较低的小麦品种郑麦618的面粉按照0、20%、40%、60%、80%和100%比例分别与面筋指数和稳定时间较高的小麦品种新麦26或郑麦7698的面粉混合,组成不同类型的配粉,对其湿面筋含量、面筋指数、沉淀指数、面团流变学特性、淀粉RVA糊化特性以及面条和馒头的加工品质进行了比较。结果表明,当两个原粉被测指标数值差异显著时,配粉的湿面筋含量、面团流变学特征参数、峰值粘度、最低粘度和最终粘度均随着原粉数值较大一方添加比例的增加而增加。当两个原粉被测指标数值差异不显著时,配粉被测指标的数值会出现大于或小于原粉的现象,比如面筋指数、延伸性和沉淀指数;但衰减值和糊化温度不符合此规律,衰减值更接近于数值较高的原粉,糊化温度更接近于数值较低的原粉。相关性分析表明,面条总分与峰值粘度、最低粘度、衰减值呈正相关,与面团流变学特性参数呈负相关,相关系数较小;馒头总分与面筋指数、沉淀指数、形成时间、稳定时间、能量、拉伸阻力、延伸性和最大拉伸阻力呈极显著负相关,与淀粉糊化各特征值相关性不显著。上述结果证实,优质面条粉和馒头粉均不需要面筋质量过高,优质面条粉的湿面筋含量为30.3%～32.2%,面筋指数为75.2～81.4,稳定时间为4.5～7.2 min,最高粘度为2 330～2 468 cP,最低粘度为1 504～1 607 cP;优质馒头粉的湿面筋含量为30.2%～32.0%,面筋指数为70.8～81.4,稳定时间为3.5～9.1 min。面条和馒头评分结果表明,湿面筋含量较高（30%以上）,面筋指数低的这一类型的小麦可以通过搭配面筋指数较高的小麦来改良其加工 品质。     

小麦Wx-A1和Wx-B1亚基的生化与分子标记检测

为了解小麦品种(系)Wx亚基的缺失类型,为品质育种提供依据,利用SDS-PAGE和STS分子标记技术对99份国内外小麦品种(系)Wx-A1和Wx-B1亚基的缺失型进行检测.结果表明,供试小麦品种(系)中Wx-B1亚基缺失的有19份,未检测出Wx-A1亚基缺失材料.STS标记结果中,Wx-7A位点的显性标记引物在野生型中扩增出一条1 172 bp的特异带,即Wx-A1a基因出现;Wx-7A位点的共显性标记引物在野生型中扩增出一条593 bp的特异带,在缺失类型中扩增出一条574 bp的特异带.Wx-4A位点的显性标记引物在野生型中扩增出一条425 bp的特异带,即Wx-B1a亚基出现,而在缺失该亚基的突变材料中没有扩增出该特异带.     

A Single Genetic Locus Associated with Starch Granule Properties and Noodle Quality in Wheat

An extensive survey of wheat cultivars showed a complete association between the presence of a granule bound starch synthase (GBSS-4A) null mutation and the classification of the respective cultivar into the white salted noodle category. Since flour swelling volume (FSV) is a standard assay of flour used to identify cultivars that have potential for the production of white salted noodles, the results of the survey were investigated further by studying the genetic association of GBSS-4A null genotypes and FSV. A study of 34, F2 derived families, from a cross between wheat cultivars Reeves (good noodle texture, high FSV) and Kulin (poor noodle texture, low FSV), provided clear evidence for the genetic association of a granule bound starch synthase (GBSS-4A) null mutation and FSV. The molecular basis for the affect of the GBSS-4A null mutation was not simply due to a decrease in amylose content in the starch granules. Instead, the null mutation most likely causes a subtle change in starch structure as indicated by the association of high starch viscosity with high FSV and the GBSS-4A null genotype. The study suggests that assaying for the GBSS-4A null mutation at the DNA level may provide a valuable screen for noodle quality at early stages in a breeding program aimed at good white salted noodle quality.     

A novel enzyme-linked immunosorbent assay for the detection of Wx-B1 null wheat lines using a monoclonal antibody and its application for the detection of marker heterogeneity within commercial cultivars

A monoclonal antibody was raised with specificity for the granule bound starch synthase (GBSS1) Wx-B1 homeoallele of wheat (Triticum aestivum L.) using a synthetic peptide immunogen. This was used to develop a simplified enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) for the discrimination of Wx-B1a and Wx-B1b alleles which differ in the starch properties they confer. Discrimination of these alleles is important for the selection of wheat lines for Udon-style noodle production. The simplified ELISA worked in a single antibody (indirect) format and gave improved ease of use, discrimination of alleles and resolution relative to a previously developed 2-antibody (sandwich) ELISA. When the test was validated using breeders seed of a panel of commercial cultivars, heterogeneity of Wx-B1 alleles was observed for a significant proportion of the cultivars tested and this was confirmed using PCR analysis of the Wx-B1 and Wx-A1 genes. This observation has implications for cultivar wheat quality assessment, the application of molecular markers for variety identification purposes and the establishment of mapping populations from commercial cultivars.     

宁夏春小麦种质资源Wx基因分子鉴定及其分布

为明确宁夏春小麦种质资源Waxy基因的分布情况,利用 Wx-A1、 Wx-B1和 Wx-D1位点的6个STS标记(PA1、PA2、PB1、PB2、PD1、PD2),对299个宁夏春小麦种质资源进行等位变异检测。结果表明,供试小麦种质的Waxy基因组成以野生型(Wx-A1a/ Wx-B1a/ Wx-D1a)为主,占参试材料总数的88.3%。在 Wx-A1、 Wx-B1和 Wx-D1基因位点上,发现 Wx-A1b、 Wx-B1b和 Wx-D1b突变型材料分别有2、32和2个,分别占材料总数的0.7%、10.7%和0.7%;其中,有1个材料为 Wx-A1b/ Wx-B1b突变型,占材料总数的0.3%。宁夏春小麦种质资源中 Wx-B1基因缺失类型的分布频率相对较高,在新品种和高代品系中该类型逐步增加。该研究有助于了解宁夏优质面粉小麦品种的生产现状,为该区和我国其他相关春麦区优质面条小麦的选育奠定基础。     

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.     

小麦Wx蛋白及主要淀粉性状与面条品质的关系

为了研究小麦Wx蛋白及淀粉主要性状与面条品质的关系，对26个小麦品种的Wx蛋白含量、直链淀粉含量、峰值粘度、膨胀势进行了测定，并探讨了其与面条品质的关系。结果表明．三种Wx蛋白亚基的含量与面条品质均呈显著负相关．相关系数分别为-0．598、-0．446和-0．451；直链淀粉含量与面条品质呈显著负相关，相关系数为-0．711；峰值粘度和膨胀势与面条品质呈显著正相关，相关系数分别为0．614和0．601。表明三种Wx蛋白亚基及直链淀粉含量、峰值粘度、膨胀势均与面条品质有密切关系，呈显著相关（正向或负向）。     

小麦面条加工品质研究进展

本文从面条煮面品质鉴定方法、面条品质与小麦（面粉）品质的关系和小麦面条品质遗传改良等方法阐述了国内外小麦面条加工研究进展。面粉的理化特性对各类面条品质均有重要影响。对日本式加盐白面条而言，淀粉质量较蛋白质（面筋）含量与质量更为重要，淀粉质量对中国面条也有重要作用；面筋强度、淀粉糊化特性、面条色泽及其稳定性是小麦面条品质改良最基本的选择指标。自20世纪80年代以来，国外把面条品质遗传改良的重点放在对淀粉质量的改良上，把淀粉糊化峰值粘度、面粉膨胀体积、直链淀粉含量等做为日本加盐白面条品质改良的选择指标，利用面粉膨胀体积法、凝胶电泳和分子标记法对育种早代材料进行面条品质鉴定筛选。