西北春麦区小麦地方品种高分子量麦谷蛋白亚基组成分析

为了给品质改良提供基础材料,并了解西北春麦区小麦地方品种的遗传多样性,采用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)方法,分析了493份小麦地方品种的高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)的组成.结果表明:在供试材料中,Glu-1位点共有26个等位基因,其中Glu-A1位点3个,Glu-B1位点9个,Glu-D1位点14个,亚基null、7+8、2+12在各自的位点上出现频率最高,分别达到了94.53%、92.92%、86.24%;亚基组成类型共有30种,主要为null/7+8/2+12,频率达79.76%;同时筛选出一些含有1、2*、13+16、14+15、5+10、1.5+10等优质亚基或亚基对的材料,可作为优质基因源;西北春麦区小麦地方品种间Glu-1位点的遗传多样性,以Glu-D1位点最高,其次是Glu-B1位点,Glu-A1位点最低.     

西南冬麦区地方品种HMW-GS组成遗传多样性研究

采用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)对西南冬麦区(云南、贵州、四川)3个省份共计560份小麦地方品种的高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)组成进行了研究。结果表明:Glu-1位点共有22种等位基因,其中Glu-A1位点4种、Glu-B1位点11种、Glu-D1位点7种;亚基null、7 8和2 12在各自位点的频率最高,分别为89.64%、68.21%和96.43%。亚基组成类型共有46种,以null/7 8/2 12和null/7 9/2 12为主,频率分别为50.89%和11.79%。在这些材料中筛选出一些含有1、2*、17 18、14 15、5 10等优质亚基的材料,其中有52份材料含有优质亚基组合。     

湖北推广小麦品种(系)高分子量麦谷蛋白亚基组成分析

应用SDS-PAGE技术分析了45份湖北推广小麦品种(系)籽粒的高分子量麦谷蛋白亚基组成。40份材料的高分子量麦谷蛋白亚基组成为同质,5份为异质。在Glu-1位点共检测到9种等位基因变异类型,其中Glu-A1位点有“1、2^ 、Null”3种变异类型,Glu-B1位点有“7、7 8、7 9、14 15”4种,Glu-D1位点有“2 12、5 10”2种。“Null、7 8、2 12”是主要亚基,它们的频率分别是62．5％、60％和72．5％。亚基组合类型有12种,其中(Null,7 8,2 12)亚基组合占30．0％,(1,7 8,2 12)、(1,14 15,2 12)、(Null,7 9,2 12)、(Null,7 8,5 10)4种组合的频率都在10％以上,这5种亚基组合占总组合的72．5％。供试小麦材料品质评分在5～10之间,平均评分为7．0。含5 10亚基的品种(系)所占比例低,是湖北小麦烘烤品质较差的部分原因。     

HMW-GS组成不同小麦品种各种亚基形成和积累规律研究

以3个HMW—GS组成不同的冬小麦品种为材料,研究了籽粒形成过程中亚基形成及积累表达规律。结果表明,不同亚基形成时间存在差异,Glu—D1、Glu—B1编码的亚基约在开花后第13天最早出现,Glu—A1编码的1亚基形成较晚。在灌浆期亚基已基本全部形成,但积累较慢;花后第20天后进入成熟过程,高分子量麦谷蛋白亚基大量迅速积累,开花第28～31天积累量达最高,之后含量有所下降。同一品种内不同亚基积累量不同,形成较早的Glu—D1、Glu—B1编码的亚基积累量最多,Glu—D1编码的X型亚基在所有供试品种中都有最多量的积累。     

67份美国小麦种质资源的HMW-GS组成与品质分析

为了挖掘新的种质资源,对引自美国的67份小麦种质材料进行了高分子量麦谷蛋白亚基组成与品质性状分析。HMW-GS组成分析表明,在供试材料中共检测到20种亚基类型和25种亚基组合,表明这批材料的遗传多样性较高。在GluA1位点上,亚基1与2*的出现频率分别为16.4%与35.8%;Glu-B1位点有9个等位变异,其中出现频率最高的为7+9亚基对(47.8%);Glu-D1位点有8个等位变异,以5+10亚基对为主要类型,出现频率高达74.6%。在Glu-B1位点上发现3个不常见亚基7*、8*、8**和3个未知亚基a、b、c,还发现1个未知亚基,暂时将其标记为5*,可能位于Glu-D1位点上。亚基组合类型中,\"null,7+8,5+10\"的出现频率最高,为22.4%。亚基评分在5~10分之间,平均8.2分,得分在8分及其以上的材料有42份(62.69%),其中得10分的材料有9份(13.43%)。利用DA7200近红外成分分析仪对这批小麦材料的品质性状进行初步分析,结果表明其品质指标较低。这67份美国小麦材料含有的优质亚基比例较高,可作为中间材料以改良我国黄淮麦区小麦品种的亚基组成。     

小麦品种蛋白质性状与中国干面条品质关系的研究

以我国小麦主产区——黄淮麦区的110个品种为材料,对小麦蛋白质品质性状与中国干面条品质之间的关系进行了分析。结果表明,蛋白质含量与面条的色泽和表观呈显著负相关,与面条韧性呈显著正相关;沉降值、粉质仪和拉伸仪等反映蛋白质质量的参数与面条的韧性、粘性、光滑性和食味呈正相关,且多数达到显著水平;面团形成时间和稳定时间与面条的适口性呈显著负相关。小麦高分子量麦谷蛋白亚基14 15、5 10、4 12亚基是适合制作优质面条的亚基,尤以14 15亚基为好;1、N、7 8、7 9和2 12亚基不是制作优质面条的适宜亚基。对于不同亚基组合,(1,14 15,2 12)是制作优质面条的理想亚基组合,(N,14 15,2 12)、(1,7 8,5 10)、(1,7 8,2 12)以及(1,7 8,4 12)是制作优质面条的较好组合,而(N,7 8,2 12)、(1,7 9,2 12)、(N,7 9,2 12)不适合制作优质面条。     

小麦骨干亲本南大2419对衍生品种（系）HMW-GS的贡献分析

南大2419是我国小麦育种的骨干亲本之一。为了了解南大2419对衍生品种（系）在品质育种上的贡献,本文利用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳技术（SDS-PAGE）对南大2419及其99个衍生品种（系）的高分子量麦谷蛋白亚基（HMW-GS）组成与演变进行了分析。结果表明,南大2419 HMW-GS组成为N/7 8/2 12,品质得分7分。衍生品种（系）的平均品质得分7.62分,高于亲本南大2419;其中N/7 8/2 12组合的品种占45.45%,且该类型在每一代都是优势组合。南大2419 HMW-GS在后代中得到了较好的遗传,在子一代到子四代中,Null、7 8、2 12亚基出现的频率均高于50%,最高可达100%。衍生品种（系）中,12个大面积推广的品种都具有与南大2419相同的丰产性高、适应性好、抗性强的优点,但HMW-GS均不是优质组合。说明骨干亲本南大2419由于本身品质上的局限,对其衍生品种在品质遗传改良上的贡献很小,其主要贡献是传递丰产性状。     

云南铁壳麦高分子量麦谷蛋白亚基组成及其遗传多样性分析

以36份云南铁壳麦为试验材料,采用SDS-PAGE法分析了Glu-1位点编码的高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)及组成。结果表明,在Glu-A1位点上检测到3种(N,2*和1)亚基类型,Glu-B1位点上共检测到5种(7、7 8、17 18、13 16和6 8)亚基类型,Glu-D1位点上只检测到1种(2 12)亚基类型。共检测到6种亚基组成类型,即:N、7、2 12,N、7 8、2 12,2*、7 8、2 12,2*、17 18、2 12,1、6 8、2 12和1、13 16、2 12。云南铁壳麦的HMW-GS为普通小麦已知变异类型的18%,3个位点的Nei's遗传变异系数顺序为Glu-B1(0.5734)>Glu-A1(0.2484)>Glu-D1(0),表明云南铁壳麦属较原始类型,Glu-D1位点未发生变异。品质评分最高分为8分(3份材料),平均为5.2分。同时86%的云南铁壳麦具有适合制作优质手工馒头的高分子量麦谷蛋白亚基(N和2 12),42%的云南铁壳麦具有亚基组成类型(1、7 8、2 12和N、7 8、2 12),这些材料可作为云南小麦馒头品质改良的材料。     

西藏半野生小麦高分子量麦谷蛋白亚基组成分析

应用SDS-PAGE分析了50份西藏半野生小麦(Triticum aestivum ssp.tibetanum Shao)的高分子量麦谷蛋白亚基等位基因组成。结果表明,43份材料的HMW-GS组成是同质的,7份材料为异质。供试材料共有7种HMW GS组合,以Null、7 8、2 12为主要类型,占所分析材料的68．4％。在Glu-1位点共检测到10种等位基因,Glu- A1位点2种,Glu～B1位点4种,Glu～D1位点4种。Null(96％)、7 8(80．4％)和2 12(94．9％)分别是Glu-A1、 Glu-B1和Glu～D1位点上主要的等位基因。在Glu-B1位点还新发现2个亚基,暂时分别命名为8*和7**。说明西藏半野生小麦中存在着较广泛的HMW-GS等位基因变异,是小麦品质育种潜在的可利用的遗传资源。     

甘肃省春小麦品种高分子量麦谷蛋白亚基组成分析

应用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)技术,对甘肃省121个普通小麦品种(包括地方品种、育成品种和引进品种)高分子量谷蛋白亚基构成、不同等位基因间亚基变异及出现频率系统分析的结果表明,甘肃省春小麦品种HMW-GS等位基因Glu-Al编码1、2*、N(缺失)三种亚基,Glu-B1 编码 7 8、7 9、17 18、22、7、8、14 15七种亚基,Glu-D1编码2 12、2 11、5 10、2 10、10、4 11、3 12、N八种亚基,频率最高的亚基分别是Null(81.0%)、7 8(86.0%)、2 12(60.0%);一些优质亚基在现有品种中都存在,如甘春20、高台紫麦子等,作亲本用于品质改良有很大潜力,而且少数罕见亚基7、8、11也存在;不同来源的春小麦品种HMW-GS组成比较,优质亚基组成类型如1、7 8、5 10,1、17 18、5 10在育成品种中出现频率较高.     

小麦高分子量麦谷蛋白亚基1Dx5启动子驱动外源基因的表达

将小麦高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)基因的胚乳组织特异性表达启动子驱动的外源突变型1Dx5基因和gus基因导入小麦中.对其转基因植株连续3代的跟踪研究表明,突变型1Dx5基因的重复序列导致其表达蛋白分子量增大,并影响其它1Bx17 1By18亚基基因的表达.组织化学分析观察到gus基因在1Dx5基因启动子驱动下的表达表现出胚乳组织特异性,在开花2周后开始表达,表达量呈持续上升,至腊熟期达到最高,其次为籽粒成熟期.     

新疆冬春麦区小麦地方品种贮藏蛋白遗传多样性研究

采用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）对236份新疆小麦地方品种的高分子量麦谷蛋白亚基（HMW-GS）的组成进行了分析。结果表明：Glu-Ⅰ位点共有19种等位基因,其中Glu-Al位点3种,Glu-Bl位点7种,Glu—D1住点9种;亚基null、7＋8、2＋12在各自的位点上出现频率最高,分别达到91．95％、85．17％、80．93％;亚基组成类型共有21种,主要为null／7＋8／2＋12,频率达70．34％;同时筛选出33份含有1、2^＊、13＋16、14＋15、5＋10、1．5＋10、174-18等优质亚基的材料,可作为优质基因源。利用酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳（A-PAGE）对其中的65份地方品种进行醇溶蛋白多样性分析。结果表明：电泳出现64条迁移率不同的谱带,构成65种组合,其中ω区出现的谱带最多,达17条;其次是β和γ区各16条,α区出现的谱带数最少,为15条。从每条谱带在65份材料中出现的频率看,总的变异范围为1．54％～93．85％;α、β、γ和ω4个分区多样性指数（H1）分别为0．498、0．386、0．523和0．348,表明新疆麦区小麦地方品种贮藏蛋白位点存在丰富的遗传多样性。     

八倍体小冰麦及其亲本种子醇溶蛋白和高分子量麦谷蛋白亚基的研究

对５个八倍体小冰麦种子醇溶蛋白和高分子量麦谷蛋白亚基的电泳谱带进行了分析,结果表明：八倍体小冰麦中１和中２的电泳谱带基本相同,中３、中４、中５的电泳谱带基本相同,但完全不同于中１和中２的类型。八倍体小冰麦中１和中２同天蓝冰草（Ａｇｒｏｐｙｒｏｎｉｎｔｅｒｍｅｄｉｕｍ（Ｈｏｓｔ）Ｐ．Ｂ．＝Ｅｌｙｔｒｉｇｉａｉｎｔｅｒｍｅｄｉａ（Ｈｏｓｔ）Ｎｅｖｓｋｉ＝Ｔｈｉｎｏｐｙｒｕｍｉｎｔｅｒｍｅｄｉｕｍ（Ｈｏｓｔ）ＢａｒｋｗａｒｔｈａｎｄＤｅｗｅｙ）在高分子量麦谷蛋白亚基上存在一条相同的谱带,在醇溶蛋白谱带上出现了小麦（ＴｒｉｔｉｃｕｍａｅｓｔｉｖｕｍＬ．）和冰草均没有的带型。中３、中４、中５在醇溶蛋白谱带上具有一条冰草×染色体组的特征谱带,其基因表达程度同冰草类似。从５个八倍体小冰麦种子醇溶蛋白和高分子量麦谷蛋白亚基的电泳图谱结果,分析了八倍体小冰麦染色体组构成及亲本来源,并探讨了八倍体小冰麦在优质麦育种过程中的价值。     

小麦地方品种繁殖更新过程中的遗传多样性变化分析

采用分别保存于长期库及中期库的3个小麦地方品种的6份材料,进行了9项农艺性状及35个与农艺性状相关的微卫星标记检测,每份材料选取30个单株进行遗传多样性与遗传结构分析。结果表明:(1)更新前,3个小麦地方品种均为遗传异质性群体,在SSR位点上的异质度分别为57.14%、48.57%和5.71%。(2)在农艺性状表现上,只有温泉小麦3在株高和穗粒数上更新后比更新前显著增加,其他材料无显著差异。(3)在SSR位点多态性表现上,3个品种在更新后均发生了遗传多样性变化,8个与粒重、产量、生育期性状相关位点存在等位位点丢失现象,其中2个与粒重、生育期相关位点频率变化显著。(4)综合农艺性状调查与SSR分子标记检测结果发现,3个品种更新前后在多样性指数上无显著差异,遗传分化系数Gst分别为0.0269、0.0324和0.0380,即更新前后遗传差异分别为2.69%、3.24%和3.80%。上述结果建议,经繁殖更新的小麦种质资源能够比较完好地保持其遗传多样性和遗传结构。对于遗传异质性小麦地方品种在繁殖更新后存在遗传多样性丢失的危险,为了保证更新前后的遗传完整性,建议在繁殖更新过程中每个品种至少应保持300个单株的群体。     

小麦高分子量谷蛋白亚基及其基因的研究进展

主要介绍了小麦高分子量谷蛋白亚基（HMW－GS）及其基因的研究进展情况,目前,转基因小麦的技术已经逐渐成熟,由于分子生物学领域分子标记技术的迅速发展,尤其是PCR技术的广泛应用,为实现外源优良储藏蛋白基因导入改良品种提供了可能,利用已知小麦品种的基因序列设计引物,从众多的未知小麦品种中扩增出新基因加以研究并做外源优质HMW－GS基因的转入已成为一种趋势。     

中国小麦地方品种内和品种间醇溶蛋白遗传多样性分析

为了揭示中国小麦地方品种内遗传异质性和品种间的遗传多样性,采用A-PAGE方法,对72份来自不同生态区的地方品种进行醇溶蛋白构成分析。结果发现,全部供试地方品种共观察到101条迁移率不同的务带,构成229种醇溶蛋白构型,每个品种醇溶蛋白条带数目为14—24。63份（87．5％）地方品种在品种内具有2种以上醇溶蛋白变异类型,其中,变异类型最多的品种二红皮小麦（ZM004659）30个子粒中有14种之多,多数品种具有2—3种变异类型。品种内醇溶蛋白构型一致的品种共有9个,占12．5％。这表明供试的大多数小麦地方品种内个体间在醇溶蛋白构成上具有遗传异质性。聚类分析表明,相同生态区的地方品种没有整齐地聚为一类。     

Development of genetically modified wheat to assess its dough functional properties

End-use functionality of bread wheat depends mainly on the protein content, the presence of particular subunits of high and low molecular weight glutenin, the ratio of high molecular weight to low molecular weight glutenin subunits, and the ratio of glutenin to gliadin. The exact contribution of each of these factors to end-use functionality is still largely unknown. Transgenic plants can allow these factors to be studied within a particular background thus contributing to our understanding of end-use functionality. Two Canadian wheat lines, one of them containing high molecular weight glutenin subunits (HMW-GS) coded by all three Glu-1 loci and one line null at all three loci were assessed for dough rheological properties and bread and tortilla-making properties. Protein composition of the flours were characterized by sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis, size exclusion high performance liquid chromatography, and sedimentation test. Proteins in the samples were fractionated and the proportions of monomeric proteins, soluble glutenin, and insoluble glutenin were quantified. Functionality of the flours were characterized by small-scale methods such as the 2 g mixograph, 10 g farinograph, and micro-extension testing. End-use quality was evaluated by small-scale bread and tortilla production. Mixograph development time and mixograph peak height were much higher for the lines containing HMW-GS. The lines null for HMW-GS showed no resistance to extension. Lines null for HMW-GS produced 'brick'-like bread. Tortilla prepared from the null lines had poor rollability and lower puncture force. The results showed very strong dependencies of quality on the presence of HMW-GS.     

Modification of the Low Molecular Weight (LMW) Glutenin Composition of Transgenic Durum Wheat: Effects on Glutenin Polymer Size and Gluten Functionality

The low-molecular weight (LMW) glutenin subunits are major determinants of the viscoelasticity of durum wheat gluten, and therefore of its technological quality, with both quantitative effects and qualitative effects. We have modified the LMW glutenin subunit composition of the durum wheat cultivar Ofanto by expression of a transgene encoding a B-type LMW glutenin subunit and have carried out detailed analyses of two independent transformed lines in order to assess the effect of the transgene on the size distribution of the glutenin polymers and on their functional properties. In one line the expression of the transgene led to an increase in the amount of large glutenin polymers resulting in stronger and more stable dough. In the second line, however, the expression of the transgenic subunit was accompanied by decreased expression of endogenous LMW subunits with consequent detrimental effects on glutenin polymers and dough viscoelasticity. These results demonstrate that the LMW glutenin subunits contribute to the functional properties of wheat by influencing the amount and the distribution of glutenin polymers and indicate that either plant breeding or GM technology can be used to 'fine tune' the properties of durum wheat for different end uses by manipulating the amount and structures of individual LMW subunit proteins.     

150个小麦品种高分子量谷蛋白亚基组成与蛋白质含量和沉降值关系的研究

对150个不同小麦品种高分子量麦谷蛋白亚基与蛋白质含量、沉降值之间的关系进行了研究,结果表明:Glu-1三位点控制的亚基等位变异与品质性状关系密切.A1位点亚基出现频率高于N,对品质效应以1>N;B1位点7+9亚基对出现频率最高,其次为7+8,各亚基对蛋白质含量效应以8>17+18>7+8>13+19>7+9>14+15,对沉降值效应以8>13+19>7+8>7+9>14+15>7>17+18;D1位点2+12亚基对频率高于5+10,各亚基对品质效应以5+10>5+12>2+12.具有亚基1,8或7+8,5+10组合类型的小麦品种可望为品质较好的品种.