Changes in the glutathione thiol-disulfide status in wheat grain by foliar sulphur fertilization: consequences for the rheological properties of dough

Storage proteins and glutathione in wheat play an important role in gluten network formation and can be modified by supplementation of nitrogen (N) and sulphur (S) in wheat plants. The glutathione thiol-disulfide status and its relationship to the molecular weight distribution wheat polymeric protein and dough rheological properties have been examined after different foliar S fertilizations (S derived from micronized elemental S and NS, a mixture of N urea and elemental S) applied at the post-anthesis stage. Changes in levels of reduced glutathione (GSH), glutathione disulfide (GSSG), polymeric protein-glutathione mixed disulfide (PPSSG) were analysed by reversed phase high performance liquid chromatography, during grain development using the wheat cultivars, Soissons and Trémie. During the grain desiccation phase, S supplementation (i) increased the GSSG/GSH ratio by 23–25% (ii) induced PPSSG accumulation, and (iii) decreased the formation of SDS-unextractable polymeric protein (UPP) and its molecular mass distribution. However, simultaneous N and S supplementation results in: (i) a decrease in PPSSG formation by 20–30% and (ii) an increase of UPP by 7–18% by enhancing both the branching of the aggregated proteins and their molecular weight. The mixograph parameters show that all forms of endogenous glutathione are linked to dough weakening and are negatively correlated with dough mixing tolerance, dough strength and consistency, while UPP is positively correlated with dough strength and consistency. These findings indicate that S nutrition influences dynamics of the glutathione forms in the grain and results in modification the degree of polymerization of storage protein. Thus both the changes in the form of glutathione and protein polymerization influence the rheological properties of dough.     

小麦远缘杂交后代节燕98-2分离类型贮藏蛋白的研究

采用A-PAGE和SDS-PAGE聚丙烯酰胺凝胶电泳方法,对远缘组合分离出来的节燕98-2类型入选11个遗传性基本稳定的具有高产、多抗的小麦株系的醇溶蛋白和高分子量谷蛋白亚基进行了分析.结果表明,在A-PAGE电泳分析中,11个供试株系具有11种不同的醇溶蛋白带型.在SDS-FAGE电泳分析中,出现了7种不同的高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)及6种亚基组合类型,优质亚基及亚基组合所占的比例较少,品质评分偏低,其变幅为5～8分,平均为6.36分.但在所分析的材料中,出现了一个少见的特殊亚基:2 10 12.并研究了这些HMW-GS和组合频率及特点.11个株系中7个具有45 10优质亚基和2个具有2*亚基,它们可供小麦优质育种利用.研究表明,通过远缘杂交能够选育出具有高产、抗病和优质的小麦新材料.     

高分子量麦谷蛋白亚基的品质效应研究进展

介绍了小麦高分子量谷蛋白亚基(HMW—GS)的遗传，不同基因位点及位点内各等位亚基对品质的效应等研究进展，提出了通过回交转育创建几套不同高分子量谷蛋白亚基的近等基因系群，然后在同一遗传背景和不同遗传背景条件下分析高分子量谷蛋白亚基及其组合的品质效应及与遗传基础的关系。     

小麦低分子量谷蛋白一级结构分析

用数学统计方法和蛋白质序列分析软件对部分已测序的17种低分子量走谷蛋白亚基含氮量、氨基酸含量及一级结构序列进行比较分析。以期从氨基酸层次上揭示其结构和功能及进化上的关系．结果表明：(1)其平均含氮量为17．8％;(2)氨基酸含量基本恒定。以谷氨酰胺的含量最多。且常连接在一起;(3)存在119个保守性氨基酸残基扣两个保守性片段。一个是“QQQ-PPFSQQ”。一个是“IP-VHPSILQQLNPCKVFLQQ—C—P—AM-Q-LARSQM-QS-CHVMQQQCCQQL—QIPQQSRYEAI-AI-YSIILQEQQ”(“-”表示各序列中不同的氨基酸);(4)X84960、X84961、Y14104;X13306、U86025、U86027、U86029两组亚基序列中各具有一定程度的同源性。     

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。     

糯性普通小麦的产生及其淀粉特性研究

以江苏白火麦（缺失Wx-Dl)和关东107（缺失Wx-Al和Wx-Bl）为亲本配制杂交组合，采用花粉和籽粒剖面染色、蛋白质电泳进行筛选和鉴定，人工创造得到自然界不存在的糯性小麦，并对其直链淀粉含量及淀粉品质性状进行研究。结果表明，所得到的两个糯性小麦吕系直链淀粉含量很低（小于1％），其糊化特性、膨胀势特性亦与普通小麦品种不同；RVA高峰粘度明显低于其亲本，其高峰粘度出现较快，而且反弹值不明显；其淀粉膨胀能力远大于亲本。     

硫素对不同基因型大豆球蛋白组成及含量的影响

为了探讨施硫量对不同基因型大豆7S和11S球蛋白亚基组成及含量的影响,寻找不同基因型大豆品种最佳施硫水平,以期提高大豆籽粒球蛋白的含量,改善期品质。选用在黑龙江省种植面积较大的‘黑农48’（高蛋白）、‘黑农37’（中间型）和‘黑农44’（高油）3种大豆作为试验材料。采用盆栽种植,每个品种设S1、S2、S3、S4 4个S处理（即每千克土壤分别施单质硫0、0.02、0.04、0.06 g）。采用SDS-PAGE凝胶电泳方法,对成熟大豆籽粒球蛋白亚基组成和含量2个指标进行研究。结果表明：在3个大豆品种中,7S球蛋白由α′、α、γ、β 4个亚基组成;11S球蛋白由酸性亚基和碱性亚基组成;各种亚基分子量在品种间的差异不显著。同一品种不同处理中均以S3水平下蛋白含量最高,对不同品种施用硫肥时,以高油品种提高球蛋白含量效果显著。施用硫肥对3个大豆品种的7S和11S球蛋白各种亚基组成都没有影响,对分子量的大小影响很小。施用硫肥对3个大豆品种中的7S和11S球蛋白和亚基含量有显著影响,适宜的施用硫肥有利于提高各品种球蛋白和亚基的含量。     

陕西省小麦品种资源高分子量谷蛋白亚基组成研究

研究了陕西省主要小麦资源高分子量谷蛋白亚基组成及其与加工品质的关系。结果表明 ,农家种亚基类型单一 ,育成种和早期国外种亚基类型分布不尽合理 ,3类材料均缺乏优质亚基 ;近期国外品种 Glu- 13个基因位点优质亚基数量较多 ,特别是 5 +10亚基 ,应加强引进、研究和利用 ;亚基 1(Glu- A1a) ,14 +15 (Glu- B1h) ,17+18(Glu- B1i)和 5 +10 (Glu- D1d)分别对多种加工品质性状效应较大 ,均为优质亚基 ;3个基因位点对加工品质的贡献值大小次序为 Glu- D1>Glu- A1>Glu- B1。     

中国小麦品种资源Glu-1位点组成概况及遗传多样性分析

 分析了 5 12 9份中国小麦初选核心种质样品HMW GS的组成情况 ,其中地方品种 345 9份、育成品种(系 ) 16 70份。这些材料作为初级核心种质基本代表了保存在国家长期库中的普通小麦种质资源的遗传多样性 ,覆盖了中国小麦栽培的 10大生态区。总体来看 ,在Glu A1、Glu B1和Glu D13个位点上的主要等位变异分别为null、7+8和 2 +12。育成品种中 1、7+9、14 +15、5 +10和 5 +12亚基 (对 )的频率比地方品种有很大的提高。在Glu 1位点上 ,地方品种与育成品种的遗传丰富度差异甚微 ,但育成品种的遗传离散度指数却显著高于地方品种。在 3个位点中 ,Glu B1位点的多样性最丰富 ,其次为Glu D1位点 ,Glu A1位点的多样性最差。从生态区来讲 ,地方品种变异类型最丰富的 3个大区是黄淮冬麦区、西北春麦区和西南冬麦区 ;选育品种最丰富的 4个大区是西南冬麦区、黄淮冬麦区、长江中下游冬麦区和北部冬麦区。由于广泛的引种、杂交、选择以及亲本选配中的偏爱 ,造成许多生态区遗传离散度指数高低与遗传丰富度出现相矛盾的现象 ,这点在长江中下游冬麦区材料中表现尤为突出。育成品种与地方品种间遗传分化系数分析表明 ,现代引种和杂交育种使我国小麦品种“群体”遗传组成和结构发生了质的变化。     

Kernel vitreousness and protein content: Relationship,interaction and synergistic effects on durum wheat quality

Four sets of durum samples were used in this study to further understand the interrelationships among hard vitreous kernels (HVK), protein content, and pigment concentration, with a focus on the interaction and synergistic effects of protein content and vitreousness on durum quality. HVK level increases with higher protein content in the range of 9.5–12.5%, but this relationship is less evident in durum samples with high protein content (12.5–14.5%). Both protein content and kernel vitreousness can significantly affect durum milling quality. White starchy kernels (WSK) in low protein durum have a very detrimental impact on milling and pasta processing quality, but high protein content can mitigate the adverse impact of WSK on durum quality. Although protein content plays a dominant role, higher HVK might contribute positively to pasta firmness. There was no significant difference in yellow pigment content between HVK and WSK. However, pigment loss from semolina to dough was higher for WSK than HVK. Despite the difference in protein content, HVK and WSK have little difference in gluten strength. The monomeric protein was preferentially accumulated in HVK. The glutenin proteins of HVK and WSK were similar in the ratios of 1Bx/1By and HMW/LMW-GS.