小麦高分子量麦谷蛋白亚基快速SDS-PAGE方法研究

对小麦单籽粒高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)电泳进行了研究,摸索出一套高分子量麦谷蛋白亚基组成成分分析的SDS-PAGE方法。该方法快速,准确,而且体系稳定,适合于大量检测小麦的高分子量麦谷蛋白亚基组成。     

普通小麦面筋蛋白和面团流变学性质间的相关性

本文报道了28个普通小麦栽培品种的面团流变学性质与胚乳蛋白类型和数量间的相关性。采用不同方法来分析了这些品种的等位基因组成以及影响面筋结构的各种蛋白质的相对数量。无论是面团强度（W）还是抗拉强度／伸长性（P／L）都与等位基因组成无关。具有相同等位基因组成（即对麦谷蛋白而言）的不同小麦表现出不同的面团流变学性质。麦谷蛋白尤其是高分子量（HMW）麦谷蛋白亚基和x型麦谷蛋白对W和P／L性状是最具影响力的成分。这些蛋白质好象能增强面团强度，并且是面筋网纹的主要组分。     

在面团搅拌过程中蛋白质的变化

研究表明．小麦蛋白质的品质与小麦烘焙质量密切相关，尤其是贮藏蛋白的组成和结构是影响小麦砸团黏弹性和烘焙质量的主要因素。贮藏蛋白包括醇溶蛋白和麦谷蛋白，其中，醇溶蛋白为单体蛋白，主要为面团提供延伸性；麦谷蛋白是一种非均质的大分子聚合体．赋予面团以弹性，麦谷蛋白对小麦食用品质起着决定性影响。根据麦谷蛋白在质量分数为1.5%的SDS溶液中的溶解性，     

小麦谷蛋白大聚合体研究进展

小麦是人类获取蛋白质和淀粉的主要来源之一,为人类提供约20%的热量。小麦面粉的加工品质独特,主要受到蛋白组成和含量的影响,其中麦谷蛋白大聚合体的分子量较大,结构特殊,影响面团的弹性和强度,是决定小麦加工品质的重要指标。因此,对小麦麦谷蛋白大聚合体的结构、组成、分离鉴定以及其对小麦品质影响的遗传机理和功能进行深入综述,以期对小麦中麦谷蛋白大聚合体的研究与品质改良提供依据。     

分离小麦麦谷蛋白亚基的几个关键因素研究

小麦高分子量、低分子量麦谷蛋白亚基组成是影响小麦加工品质的重要因素,为了经济快速鉴定小麦高低分子量麦谷蛋白亚基组成,需要不断对提取和分离这些蛋白的方法进行优化。在Singh等提出的提取分离小麦高低分子量麦谷蛋白亚基方法的基础上,对其中涉及的单体蛋白去除、麦谷蛋白还原和烷化过程中使用的异丙醇浓度、烷化剂浓度以及烷化过程能否简化几个关键因素进行了深入研究。结果表明:在麦谷蛋白还原时,在10%～50%的异丙醇浓度范围内,不同浓度的异丙醇对高分子量麦谷蛋白亚基的提取效果没有差别,而低分子量麦谷蛋白亚基在用低浓度异丙醇提取时效果较差,随异丙醇浓度提高,提取效果逐渐提高,异丙醇浓度提高到30%时,提取效果达到最高,异丙醇浓度继续提高到50%,提取效果不再提高;使用30%和50%的异丙醇,去除单体蛋白的效果相同;把烷化剂直接加到样品缓冲液中进行烷化,不同浓度(0. 6%～1. 4%)的烷化剂处理麦谷蛋白亚基的烷化效果相同,但烷化剂浓度为1. 4%时电泳背景较重。优化后的方法为:在单体蛋白去除和麦谷蛋白还原时把异丙醇浓度由原来的50%降为30%,去掉单独的烷化步骤,把0. 6%的烷化剂直接加到样品缓冲液中进行烷化。优化后的方法不但减少了试剂用量,简化了提取步骤,还提高了电泳条带强度。     

普通小麦近缘种低分子量麦谷蛋白亚基Glu-A3基因的分离和鉴定

低分子量麦谷蛋白约占小麦种子贮藏蛋白的三分之一,对面团延展性和食品加工品质有重要影响。普通小麦近缘种是小麦遗传改良的重要基因资源。本研究利用Glu-A3位点特异性引物对野生二粒小麦、栽培二粒小麦、硬粒小麦及野生一粒小麦共计9份材料进行Glu A3-1、Glu A3-2、Glu A3-3基因扩增和鉴定,各发现5个等位变异,共计15个单元型;其中,有2个等位变异含有9个半胱氨酸残基,可能属于优良品质亚基。对小麦近缘种中这些Glu-A3位点等位变异的鉴别,进一步完善了小麦低分子量麦谷蛋白亚基的构成,并为小麦品质育种中亲本的选择提供了相应依据。     

不同HMW-GS小麦品种在不同地区种植品质分析

通过分析不同高分子量麦谷蛋白亚基（HMW－GS）类型小麦品种在河南省不同纬度、不同经度地区种植的品质表现,结果表明,高分子量麦谷蛋白亚基评分与小麦加工品质密度相关,根据评分可大致评价不同小麦品种的加工品质。在试验区域内,随纬度降低,不同HMW－GS类型小麦品种的主要品质指标均有所下降,但高分子量麦谷蛋白亚基评分较高的品种受生态环境条件影响较小,在纬度相近、经度不同地区种植的小麦品种品质表现不尽一致。研究还对供试小麦品种的加工利用价值和适宜种植区域进行了评价。     

影响面条品质的小麦品质性状及其QTLs定位的研究进展

本文总结了国内外近几年关于面条品质的研究资料,对影响面条品质的小麦品质性状,包括蛋白质的含量、麦谷蛋白亚基组成、直链淀粉的含量、淀粉特性、Waxy蛋白、面筋的含量、沉淀值、面团的主要特性等进行了概述,对这些小麦品质性状在染色体上QTLs定位的研究情况进行了综述,以期为面条专用小麦的选育和我国面条加工业的发展提供科学的参考。     

不同品质类型小麦籽粒麦谷蛋白亚基及谷蛋白聚合体形成和累积动态

选用高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)组成不同的3个强筋和4个弱筋小麦品种,研究了其籽粒发育过程中麦谷蛋白亚基、谷蛋白聚合体的形成和累积动态。结果表明,强筋小麦籽粒HMW-GS和B区低分子量麦谷蛋白亚基(LMW-GS)从花后9～12d开始表达;而弱筋小麦从花后12～15d开始表达,即强筋小麦麦谷蛋白亚基开始形成时间早于弱筋小麦。各品种的HMW-GS一旦形成,其累积速度较快,花后27d基本达到稳定值,之后维持稳定量;而LMW-GS形成后,累积较慢,直到花后30d左右达到稳定量。3个强筋小麦品种籽粒灌浆期谷蛋白总聚合体百分含量(TGP%)和谷蛋白大聚合体百分含量(GMP%)累积动态趋势基本一致,即在花后12～30d一直持续增加,花后30d至成熟达到最大值并保持稳定水平。4个弱筋小麦TGP%和GMP%累积动态均表现为在花后12～24d(灌浆早中期)形成和持续累积,花后24d至成熟逐渐降低。麦谷蛋白亚基表达模式以及谷蛋白聚合体累积动态的差异可能是导致小麦强筋或弱筋品质形成的关键。     

3个新疆地方小麦品种Glu-A3位点低分子量谷蛋白亚基新基因的序列分析

麦谷蛋白可分为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),其中低分子量麦谷蛋白亚基对小麦品质具有重要影响.本文采用PCR方法从中国小麦微核心种质中的3个新疆小麦品种红春麦(新疆玛纳斯)、红春麦(新疆昌吉)和红金包银(新疆伊吾)中分别得到了3个低分子量麦谷蛋白亚基(LMW-CS)新基因(GenBank:DQ519084、DQ519085和DQ517534).它们具有LMW-i型基因的典型结构特征,与已报道的Glu-A3位点编码的LMW-GS基因序列有很高的一致性,高达79.06%～94.24%.DQ519084和DQ517534在C末端保守区有9个半胱氨酸残基,DQ519085其编码区内存在1个提前终止密码子,推测其为假基因.     

小麦品质的麦谷蛋白亚基评定标准研究

测定了233份小麦面粉样品的高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)含量、Zeleny-沉降值和谷蛋白大聚体(GMP)含量,并根据SDS-PAGE结果计算了其Payne亚基品质评分.结果表明,不同HMW-GS含量差异显著,不同HMW-GS所对应品种的HMW谷蛋白总量、沉降值、GMP含量、Payne品质评分平均值也存在显著差异,说明不同亚基对品质的影响存在显著差异.HMW谷     

PCR-based assay for detecting IB-genes for low molecular weight glutenin subunits related to gluten quality properties in durum wheat

A PCR assay has been developed for selecting low molecular weight (LMW) glutenin genes, located on chromosome 1B, and related to durum wheat quality characteristics. Most durum wheat lines possessing good technological properties can be identified on the basis of the presence of specific 1B LMW glutenin components that have been designated LMW-2 glutenin subunits. On the basis of nucleotide sequences corresponding to LMW glutenin genes, a series of specific oligonucleotide primers were prepared and used in PCR analysis. A pair of these primers gave a single amplification product which can distinguish between durum wheat lines possessing LMW-2 glutenin subunits and lines possessing other 1B-LMW allelic variants. Because the proposed PCR analysis can be carried out using part of the endosperm of a single seed, it represents a helpful approach for speeding up the selection of genotypes possessing LMW-2 glutenin subunits. This part of primers could also be very useful in genome mapping analysis and for testing the purity of wheat flour stock.     

水氮耦合对济麦20籽粒蛋白质组分及品质的影响

在高肥条件下,研究了不同水氮组合对强筋小麦品种济麦20籽粒产量、蛋白质含量、蛋白质组分和籽粒品质的影响。结果表明影响小麦籽粒品质的主导因素是灌水。相同施氮水平下,各灌水处理的籽粒蛋白质含量、单体蛋白含量均显著低于不灌水处理,但不同灌水处理间无显著差异。随灌水次数增加,不溶性谷蛋白(高分子量谷蛋白)含量呈下降趋势,可溶性谷蛋白(低分子量谷蛋白)含量呈上升趋势,谷蛋白聚合指数（不溶性谷蛋白含量/谷蛋白总量）降低,粉质仪参数（面团稳定时间和形成时间）也相应降低,表明灌水次数增加导致籽粒品质变劣的主要原因是不溶性谷蛋白积累减少。施氮168 kg/hm²条件下,氮肥拔节期全量追施处理的籽粒产量不降低,而其籽粒品质显著优于分次施肥处理（50%基施、50%拔节期追施）,且与240 kg N/hm²分次施用处理差异不显著。因此,在高产水平下,氮肥全量追施可作为兼顾籽粒产量和品质的推荐运筹模式。     

High-Molecular-Weight Glutenin Subunits of the Most Commonly Grown Wheat Cultivars in the U.S. in 1984*

All wheat varieties (106) grown in the U.S. on more than 100,000 acres (38,610 ha) as of the latest (1984) crop variety survey were characterized by sodium dodecylsulfate-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE). The high-molecular-weight glutenin subunit (HMW-GS) band patterns for each variety were assigned the corresponding Payne numbers and theoretical quality scores based on those assignments. The subunit assignments were compared for the different wheat varieties and the five main wheat classes grown in the U.S. Hard red spring (HRS) and winter (HRW) wheats used mainly for breadmaking showed a remarkably high percentage of bands associated with good breadmaking quality. The allele 5+10, which has the strongest association with good quality, was present in 91 % of the hard red spring wheats and 62 % of the hard red winter wheats. Also, 91 % of all HRS and 53 % of HRW wheat varieties had quality scores of 9 or 10 (10 is the highest possible score). Evidently, by selecting for quality through close cooperation with quality testing laboratories, U.S. breeders have unknowingly selected for high quality glutenin subunits in their released varieties. HRS and HRW wheat varieties are normally grown in different environments in time and/or space, accounting to a large extent for differences in protein content (～2 %) and other quality traits in the two crops. The uniformly high theoretical quality scores of the HRS wheats compared to more variable scores for HRW wheats may help to explain the popular perception that spring wheats have intrinsically higher quality than winter wheats. Admixing grain from variable (some poorer, most good) HRW wheat varieties (due to genetics or environment) has probably also led to the perception of overall lower quality for HRW than HRS wheats. In the soft red winter (SRW) and soft white (SW) wheat classes where the end-use is typically cookies and cakes, 40 and 90 %, respectively, have the allele 2+12 that correlates with poor bread baking quality. The absence of alleles for good bread baking quality may be predictive of good quality for soft wheat products.     

Genetic control of some polymeric glutenin fractions in hexaploid wheat (Triticum aestivum)

Reciprocal crosses were made between seven different hexaploid wheat genotypes. Hybrid kernels and their parents were used to determine the amount of polymeric glutenin fractions by size-exclusion high-performance liquid chromotography (SE-HPLC) analysis. Quantitative aspects of the genetic control for various glutenin fractions were investigated through diallel cross analysis. The association between the potential effect on hexaploid wheat quality of various allelic types and the quantitative expression of the polymeric glutenin fractions was confirmed. Significant average heterosis effects were demonstrated for insoluble glutenin (pFi), total soluble and insoluble glutenin (pF1 + pF2 + pFi) and the ratio of soluble to insoluble glutenin, (pF1 + pF2)/pFi. Some genotypes showed significant positive or negative combining abilities and general reciprocal effects for the glutenin fractions studied. For gluten quality, ‘Qualital’ was the best combiner for determining an optimal glutenin composition (high values for pFi and pF1 + pF2 + pFi and low values for pF1/pF2 and (pF1 + pF2)/pFi, respectively). These results should be of great interest in breeding programmes aimed at improving hexaploid wheat quality.     

311份小麦品种(系)优质麦谷蛋白亚基组成分析

为明确小麦品种(系)中优质麦谷蛋白亚基组成,筛选优质小麦品种资源,本研究以116份贵州省小麦品种(系)、195份省外小麦品种为供试材料,采用STS分子标记方法,对优质高分子量麦谷蛋白亚基Ax2^*、Bx7^oe、By8和低分子量麦谷蛋白亚基Glu-A3d、Glu-B3g进行分子检测,并利用近红外谷物品质分析仪测定311份材料的蛋白质含量,探讨了其与各个优质亚基间的相关性。结果表明:311份供试材料中,亚基Bx7oe、By8和Glu-B3g的分布频率分别为90%、78.14%和39.87%,优质亚基Ax2*和Glu-A3d分布较少,频率均为2.89%,不同优质麦谷蛋白亚基及组合对小麦蛋白质含量存在显著性影响,亚基Ax2^*和亚基组合7oe+8/A3d/B3g对蛋白质含量的贡献最大。本研究结果为改良小麦面筋质量、准确筛选优质种质资源提供依据。     

旱麦草属物种高分子量麦谷蛋白亚基的检测与鉴定

利用SDS-PAGE方法对旱麦草属4个种10份材料的高分子量谷蛋白进行了检测和鉴定.结果显示,旱麦草物种具有的高分子量谷蛋白亚基与普通小麦中发现的不一样,其迁移率存在较大差异,多数为1条高分子量谷蛋白亚基,迁移率比Ax1基迁移率小;有的材料中没有检测到高分子量谷蛋白,在10份材料中检测到6种亚基变异.     

小麦籽粒蛋白质组分含量及其加工品质的关系

应用反相高效液相色谱(RP-HPLC)法,对12个小麦品种籽粒的清蛋白＋球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白,高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)、低分子量谷蛋白亚基(LMW-GS)进行了分离量化,并根据谷蛋白含量、贮藏蛋白含量及面团稳定时间3个指标对其聚类分析。结果表明,不同小麦品种蛋白质各组分含量存在差异,其中贮藏蛋白的含量是决定蛋白质总含量的主要因素。HMW-GS含量、LMW-GS含量、谷蛋白总含量均与面团形成时间、稳定时间及沉降值呈极显著正相关;HMW-GS含量与LMW-GS含量的比值(HMW/LMW)与面团形成时间和稳定时间呈极显著正相关;醇溶蛋白含量与谷蛋白含量的比值(Gli/Glu)与面团稳定时间呈显著负相关,醇溶蛋白含量与HMW-GS含量的比值(Gli/HMW-GS)与面团形成时间和稳定时间均呈极显著负相关。籽粒中具有较高的贮藏蛋白含量、HMW-GS含量、LMW-GS含量和HMW/LMW及较低的Gli/Glu有利于提高强筋小麦的加工品质。     

小麦籽粒蛋白质组分含量及其加工品质的关系

应用反相高效液相色谱(RP-HPLC)法,对12个小麦品种籽粒的清蛋白＋球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白,高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)、低分子量谷蛋白亚基(LMW-GS)进行了分离量化,并根据谷蛋白含量、贮藏蛋白含量及面团稳定时间3个指标对其聚类分析。结果表明,不同小麦品种蛋白质各组分含量存在差异,其中贮藏蛋白的含量是决定蛋白质总含量的主要因素。HMW-GS含量、LMW-GS含量、谷蛋白总含量均与面团形成时间、稳定时间及沉降值呈极显著正相关;HMW-GS含量与LMW-GS含量的比值(HMW/LMW)与面团形成时间和稳定时间呈极显著正相关;醇溶蛋白含量与谷蛋白含量的比值(Gli/Glu)与面团稳定时间呈显著负相关,醇溶蛋白含量与HMW-GS含量的比值(Gli/HMW-GS)与面团形成时间和稳定时间均呈极显著负相关。籽粒中具有较高的贮藏蛋白含量、HMW-GS含量、LMW-GS含量和HMW/LMW及较低的Gli/Glu有利于提高强筋小麦的加工品质。