黄淮麦区部分小麦品种(系)高分子量麦谷蛋白亚基的SDS-PAGE和分子标记分析

利用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)和分子标记技术,对黄淮麦区47份小麦育种材料高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)进行鉴定和分析。SDS-PAGE结果表明,在所检测的小麦品种(系)中,Glu-A1位点编码的HMW-GS有3种类型,分别是Null、1和2*,其中1出现频率较高(80.9%),Null次之(17.0%),2*仅有1份;Glu-B1位点有7+8、7+9、17+18共3种类型,其中7+8和7+9出现频率较高,分别为48.9%和44.7%;Glu-D1位点有2+12、5+10、4+12共3种类型,其中5+10出现频率最高(61.7%)。利用Dx5、Ax2*、By8、By9和By17亚基特异性分子标记检测结果表明,参试材料中含各标记亚基的材料依次为29(61.7%)、1(2.1%)、23(48.9%)、21(44.7%)、3(6.4%)份;在所检测的小麦品种(系)中含最优亚基组合Dx5、By8的材料共13份,频率为27.7%。分子标记检测结果与SDS-PAGE检测结果相吻合,表明亚基特异性分子标记可用来快速检测小麦材料中的HMW-GS基因。     

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。     

无芒春小麦高分子量麦谷蛋白亚基组成分析

无芒且品质优良的春小麦新品种是在青海省获得大面积推广的重要保障。为充分利用无芒小麦种质资源,利用SDS-PAGE技术对100个无芒春小麦品种的高分子量麦谷蛋白亚基组成进行分析。结果表明,100个无芒品种在Glu-1位点上共有15个等位变异,其中Glu-A1位点3种、Glu-B1位点8种、Glu-D1位点4种;1、7+9、2+12亚基在各自基因位点表达的频率最高,分别为48.0%、37.0%和49.0%,优质亚基1、5+10出现频率均为48.0%,显著高于其他地区有芒和无芒混合在一起的分析结果。在15个等位变异中,发现2个新的高分子量麦谷蛋白等位变异的亚基1Bx6w和1Dy10w。亚基组合类型共有25种,无明显占优势的组合,Null/7+8/2+12、1/7+9/5+10和1/7+8/2+12的频率最高,分别为18.0%、17.0%和10.0%,其他22种组合类型的频率均在10.0%以下;筛选出10个在3个位点均为优质亚基的品种,优质亚基组合为1/7+8/5+10、1/14+15/5+10、1/17+18/5+10、2*/7+8/5+10和2*/13+16/5+10。     

小麦新品系高分子量麦谷蛋白亚基的组成研究

采用SDS-PAGE电泳方法鉴定和分析了199个春小麦高代品系的高分子量谷蛋白亚基( HMW-GS)组成与分布.结果表明,在Glu-A1、Glu-B1 和Glu-D1三个位点上共检测到10种不同的高分子量谷蛋白亚基及21种亚基组合类型,优质亚基5+10占的比例较高(60.30;),但含2*、7+8、5+10,1、7+8、5+10和1、17+18、5+10等优质亚基组合的比例较低(16.58;) .按照Payne等人的评分方法进行了评分, 199个春小麦高代品系的高分子量麦谷蛋白亚基Glu-1评分在3～10,平均为7.38分.     

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.     

波斯小麦高分子量谷蛋白亚基组成分析

利用SDS-PAGE技术对来源于16个国家(地区)93份波斯小麦材料的高分子量谷蛋白亚基进行了检测。结果表明,在Glu-A1和Glu-B1两个位点共发现8种亚基类型,6种亚基组合。其中,在Glu-A1位点上null亚基频率高达96.77%,仅3份材料含有2*亚基。通过提取种子总蛋白和选择性提取高分子量谷蛋白两种方法在所有材料中均检测到一条介于普通小麦对照By8和Dy10亚基之间的条带,推测为表达的Ay亚基。在Glu-B1位点上7 8亚基频率高达95.70%,同时筛选出具有优质亚基17 18和14 15的材料各1份,为小麦品质育种提供了基础材料。     

东北春麦区小麦品种(系)低分子量麦谷蛋白基因Glu-A3d和Glu-B3g的分子检测

Glu-A3位点的Glu-A3d基因和Glu-B3位点的Glu-B3g基因是优质低分子量麦谷蛋白亚基(LMWGS)。为明确2个优质基因在东北春麦区小麦品种(系)中的分布情况,从而为强筋小麦育种和品质改良提供有用信息,利用Glu-A3d和Glu-B3g基因特异性STS标记检测了127份小麦品种(系)。结果表明:2个品种携带Glu-A3d基因,62个品种(系)携带优质基因Glu-B3g基因,占48.8%。     

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%。     

抗白粉病小偃麦衍生品系高分子量麦谷蛋白亚基分析

采用聚丙烯酰胺电泳技术(SDS-PAGE)分析了64个抗白粉病八倍体小偃麦衍生品系的高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)组成。结果表明,在供试材料中亚基组成类型极其丰富。在Glu-A1,Glu-B1和Glu-D1这3个位点上分别检测到3,5,2种不同的亚基组成类型。其中,在Glu-A1位点上大多数品种都具有null亚基,占该位点亚基的90%;在Glu-B1位点上的变异类型最丰富,7+8亚基出现频率最高,为50%;在Glu-D1位点上,劣质亚基2+12出现的频率最高,为78%,被世界公认的优质亚基5+10出现的频率为22%。这些抗白粉病小麦种质可为育种工作者提供优点突出而无突出缺点的亲本。     

甘肃小麦种质资源1BL/1RS易位系和HMW-GS分子检测及品质性状分析

小麦1BL/1RS易位系和高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)是影响小麦加工品质的重要因素。为了明确甘肃小麦品种资源中1BL/1RS易位系的分布和HMW-GS组成情况,本研究采用多重PCR体系对552份小麦引进品种、育成品种和高代品系进行分子检测,分析了1BL/1RS和非1BL/1RS易位品种的容重、蛋白质、湿面筋、赖氨酸含量、SDS沉淀值等品质参数。结果表明:供试材料中检出1BL/1RS易位系202份,占总数的36.6%,冬小麦育成品种中易位系的分布频率(51.8%)显著高于引进品种(41.0%)和春小麦(31.1%)。Glu-1位点优质亚基Ax1/Ax2*、Dx5、Bx14和Bx7OE的分布比例依次是66.2%、52.5%、13.5%、1.0%,聚合多个优质亚基基因(位点)的品种频率较低。1BL/1RS易位和非1BL/1RS易位品种的容重和沉淀值参数差异达到显著水平(P0.05)。在遗传背景相似的情况下,Glu-B3位点的正常表达及Dx5优质亚基对1BL/1RS易位导致的品质变差有补偿作用。本研究结果对提高甘肃小麦品质改良效率具有科学指导意义和参考价值。     

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。     

多重PCR的建立及黄淮麦区主要品种品质相关基因的鉴定

 【目的】小麦加工品质由多个位点控制,而每个位点又有多个等位基因控制。建立品质性状多重PCR反应体系是提高分子标记辅助选择效率及降低成本的一种重要措施。【方法】选择影响小麦品质性状重要基因的分子标记,即高分子量谷蛋白亚基基因标记Ax2*、Bx14、Bx17和Dx5;低分子量谷蛋白亚基基因标记Glu-A3 d;糯蛋白亚基Wx-B1基因标记BDFL-BRD和Wx-D1基因标记MAG269;1BL/1RS易位标记ω-sec及多酚氧化酶（PPO）活性基因标记PPO18。根据优质面包、优质面条亚基组成要求及引物的退火温度,建立3个多重PCR反应体系PCR-Ⅰ（Ax2*/Bx17/Dx5）、PCR-Ⅱ（BDFL-BRD/MAG269/PPO18）和PCR-Ⅲ（Bx14/Glu-A3d/ω-sec）。【结果】用构建的3个多重PCR对141份黄淮麦区小麦品种加工品质相关基因的分布情况进行了检测。结果表明Ax2*、Bx14、Bx17具有较低的分布频率,分别为4.3%、7.1%、1.4%;Dx5和Glu-A3 d分布频率相对较高,分别为17.7%和27.7%;而1BL/1RS易位和低PPO活性（扩增片段为876 bp）的材料分别占44.0%和51.8%;Wx-B1缺失材料占4.3%。在供试的141份材料中已有80份进行了高、低分子量谷蛋白亚基和黑麦碱的SDS-PAGE电泳检测,与本研究建立的多重PCR检测结果完全一致。【结论】建立的多重PCR体系可以准确、稳定、高效地检测9个小麦品质性状的基因组成。     

具有优良农艺性状的小麦种质资源高分子量麦谷蛋白亚基组成分析

【目的】筛选具有多个优异性状的种质资源,为广泛有效地利用这些新种质提供有用信息。【方法】以通过农艺性状综合评价筛选来的403份来自近期国家重点科技攻关获得的优良种质为材料,采用SDS-PAGE方法分析其高分子量麦谷蛋白亚基（HMW-GS）组成。【结果】供试材料在编码HMW-GS位点上具有较大的变异,共检测到了30个等位变异,形成64种HMW-GS组合形式。同时,在供试材料中不仅出现了“7*+9”、“2+12.2*”和“1.5*+10”等在现代小麦育种材料中的稀有亚基,而且出现了“1+2*”、“7+8+9”、“6+7+8+9”和“2+5+12”等特殊的亚基组合形式。其中有24.32%（98份）材料在Glu-1的位点具有2个优质亚基,有9.93%（40份）材料在Glu-A1、Glu-B1和Glu-D1 3个位点均携带有小麦加工品质所需优质亚基。【结论】403份具有优良农艺性状的小麦种质资源在编码HMW-GS的3个基因位点上表现出丰富的多态性,共有30种HMW-GS等位变异,64种亚基组合形式;其中40份材料在Glu-1的3个位点均携带小麦加工品质所需优质亚基,值得进一步研究和利用。     

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。     

贵州小麦地方种质高分子量谷蛋白亚基的组成分析

为了筛选优良的种质资源应用于小麦的品质改良,利用SDS-PAGE技术对贵州省的136份地方种质进行高分子量麦谷蛋白亚基组成分析.结果表明,贵州的地方种质Glu-1位点存在较丰富的变异,共出现10种亚基和12种组合类型.Glu-A1位点存在2种等位变异:Null和1亚基,Glu-B1位点存在5种等位变异:20、13+16、17+18、7+8和7+9亚基,Glu-D1位点存在3种等位变异:2+12、4+12和5+10亚基,其中Null、7+8和2+12出现频率分别达90%、76.4%和95.6%;12种高分子量麦谷蛋白亚基组合类型中,Null、7+8和2+12出现的频率最高,达70.6%,所有的组合品质评分在5～9分,平均得分为6.01分.     

优质面条商品小麦澳白麦相关品质基因的分子标记鉴定

【目的】鉴定澳白麦面条相关品质基因构成,为改良中国小麦面条品质提供信息。【方法】利用38个已知面条品质相关基因的功能标记,对从澳白麦群体中分离出的36个穗系的高、低分子量麦谷蛋白亚基（HMW-GS、LMW-GS）、1B/1R易位、Waxy蛋白亚基、多酚氧化酶（PPO）活性、黄色素含量、籽粒硬度和穗发芽（PHS）抗性等相关基因进行鉴定。【结果】共发现13个对面条品质有正向效应的基因,其中非1B/1R易位类型和HMW-GS基因Bx7频率达100%,HMW-GS基因By8、LMW-GS基因Glu-A3b和Glu-B3b分别占供试材料的88.9%、88.9%和83.3%,淀粉品质相关Wx-B1蛋白亚基缺失类型占86.1%,低PPO活性等位基因Ppo-D1a和低黄色素含量等位基因Psy-B1b类型分别占86.1%和80.6%,与软-中等籽粒硬度相关等位基因Pinb-D1a类型占97.2%,抗穗发芽Vp-1Bc型穗系占88.9%。36个穗系共包含12类不同的品质基因型,其中第2类基因型（含HMW-GS基因Bx7和By8、LMW-GS基因Glu-A3b和Glu-B3b、低PPO活性基因Ppo-D1a、低黄色素含量基因Psy-B1b、软-中等籽粒硬度基因Pinb-D1a、抗穗发芽基因Vp-1Bc,不含1B/1R易位,Wx-B1蛋白亚基缺失）频率达63.9%,含正向效应基因最多、负向效应基因最少,是决定澳白麦优良品质的主导基因型。【结论】澳白麦是一个多系混合的商品小麦,优质面条基因较全面且频率高、基因型互补是其面条品质优良的根本原因。利用澳白麦资源进行面条品质育种,其中第2类基因型可作为首选亲本材料。     

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。