小麦高分子量麦谷蛋白亚基序列及其结构与加工品质的关系

高分子量麦谷蛋白亚基（high molecular weight glutenin subunit,HMW-GS）是小麦种子贮藏蛋白的主要成分,其组成、含量和结构直接影响小麦面粉面筋的弹展性,决定着小麦的加工品质。本文主要对小麦HMW-GS的序列、结构和亚基之间组合形式做了详细的综述,并较系统地讨论了HMW-GS的结构和组成、特点等与面粉的加工品质之间的关系以及如何从定性和定量两方面来影响面粉的加工品质。     

小麦高分子量麦谷蛋白亚基5基因序列

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两对高分子量麦谷蛋白亚基等位基因及其相互作用对小麦面筋品质的影响

小麦谷蛋白赋于面筋弹性,其亚基组成类型对加工品质有着重要的决定作用。采用一对杂交组合(烟农19×安农9914)的后代,随机选择至F3,种植871个F4穗系,分别检测了高分子量麦谷蛋白亚基(high molecular weight glutenin subunits,HMW-GS)、低分子量麦谷蛋白亚基(low molecular weight glutenin subunits,LMW-GS)组成、SDS沉降值和和面图指标,分析了麦谷蛋白等位亚基及其相互作用对品质的影响。结果表明:该群体麦谷蛋白组成仅在Glu-A1(1亚基或N亚基)与Glu-B1(14 15亚基或17 18亚基)位点有差异。Glu-A1位点1亚基的SDS沉降值显著高于N亚基,1亚基的峰高、7 min尾高显著大于N亚基,而在和面时间、7 min带宽以及衰落角(耐揉性),两亚基间差异不显著。Glu-B1位点亚基间SDS沉降值17 18>14 15/17 18>14 15,和面时间、7 min带宽两个指标17 18亚基显著高于14 15亚基,衰落角显著小于14 15亚基,峰高和7 min尾高差异不显著。对Glu-A1和Glu-B1两位点互作,除7 min带宽互作达5%显著水平外,其它四个指标均未达显著水平。1亚基相对于N亚基,17 18亚基相对于14 15亚基,虽以SDS沉降值为标准其效应相当,但两者却作用于面团的不同性能。     

小麦高分子量麦谷蛋白亚基分离方法的研究

小麦高分子量麦谷蛋白亚基（ＨＭＷ－ＧＳ）与小麦面包烘烤质量和面粉的加工特性密切相关,ＳＤＳ－ＰＡＧＥ是其常用的分离方法之一。ＳＤＳ－ＰＡＧＥ方法一般分为２类：第一类采用１１％和５％浓度的胶,后者用于分离２亚基和２＾＊亚基,该种方法常使用碱性提取液,需要２次电泳过程,且在５％浓度的胶中ＨＭＷ－ＧＳ易于和麦醇蛋白混淆;另外一类ＳＤＳ－ＰＡＧＥ采用梯度胶,配合使用银染方法,制梯度胶则使用梯度仪及磁力搅拌     

乌拉尔图小麦（Triticumurartu）lAy高分子量麦谷蛋白亚基基因编码区的克隆与鉴定

应用简并性引物和基因组PCR反应从乌拉尔图小麦(Triticumurartu)不同种质材料中获得并测定了表达型和沉默型lAy高分子量麦谷蛋白亚基基因全长编码区的基因组DNA序列。表达型lAy基因编码区的序列与前人已发表的y型高分子量麦谷蛋白亚基基因编码区的序列高度同源,由其推导的lAy亚基的一级结构与已知的高分子量麦谷蛋白亚基相似。在细菌细胞中,表达型lAy基因编码区的克隆序列可经诱导而产生lAy蛋白,该蛋白与种子中lAy亚基在电泳迁移率和抗原性上类似,表明所克隆的序列真实地代表了表达型lAy基因的全长编码区。但是,本研究所克隆的沉默型lAy基因的编码区序列因含有3个提前终止子而不能翻译成完整的lAy蛋白。讨论了表达型lAy基因在小麦籽粒加工品质改良中的潜在利用价值以及lAy基因沉默的机制。     

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。     

SDS-PAGE分析转基因小麦与主栽小麦杂交后代的高分子量麦谷蛋白亚基

目的:高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)1Ax1、1Dx5是对小麦面包烘烤品质有重要影响的优质亚基。将转基因小麦株系与普通小麦栽培品种常规杂交并快速筛选后代,以选育含有外源优质亚基的主栽小麦品系。方法:将分别含有1Ax1、1Dx5亚基的转基因小麦株系B102-1-2、B73-6-1与3种普通小麦主栽品种鄂恩1号、鄂麦12号、日喀则8号常规杂交,用不连续SDS-PAGE方法鉴定12组杂交组合(正反交)F1代311颗籽粒的HMW-GS。结果:不连续SDS-PAGE分析大量子代带型,能够快速鉴定筛选出具有优质亚基的株系,转基因获得的外源优质HMW-GS基因在大部分F1子代中能够共显性遗传。结论:常规杂交育种能使外源基因有效地整合进主栽小麦的基因组中,进一步分析后代遗传的稳定性和遗传规律就可以培育出优质的新品种;不连续SDS-PAGE快速筛选优质亚基的株系具有可操作性和实用性。     

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。     

甘肃小麦HMW—麦谷蛋白亚基遗传变异分析

对61份冬、春小麦品种的HMW—麦谷蛋白亚基分析,共检测到14种亚基和22种亚基组合,13份材料具有5 10亚基,2份具有2*亚基,2份具有14 15亚基,5份具有17 18亚基,5 10亚基在春小麦中出现的频率较冬小麦中高;品种HMW—麦谷蛋白亚基品质得分在4—12分之间,春小麦平均得分7．6,冬小麦平均得分6．6。结果表明：品种间GLu—1位点遗传变异差异大,亚基种类丰富,但优质亚基分布频率较低,品质评分较低,主要原因是其亲本含有优质亚基的比率太低。可见,丰富优质资源,提高小麦5 10亚基的分布频率是今后小麦品质育种的方向。     

小麦高分子量麦谷蛋白亚基基因 Dx5 的克隆与生物信息学分析

小麦籽粒中高分子量麦谷蛋白的含量与小麦的品质密切相关。通过Blast检索和生物信息学分析设计小麦高分子量麦谷蛋白亚基基因Dx5的特异引物,以优质小麦济麦20基因组DNA为模板,通过PCR扩增后测序,获得长度为2 619 bp的序列。生物信息学分析表明其开放阅读框长度为2 520 bp,编码839个氨基酸残基,与GenBank数据库中的Dx5蛋白质一致性最高达到99%,且具有高分子量麦谷蛋白亚基结构域。该序列命名为JMDx5,提交GenBank数据库后被接收,登录号为KJ144185,为后续研究其表达机理及改良小麦品质奠定了基础。     

表达7个高分子量谷蛋白亚基的小麦新种质创制、鉴定及分子细胞学分析

报道了六倍体小黑麦和普通小麦杂交、回交获得的特异表达7个高分子量谷蛋白亚基的2个小麦新种质——NR98116-9-2和NR98116-9-3的创制、形态性状、染色体组成、遗传稳定性、抗条锈病鉴定以及HMW-GS组成的鉴定结果。这2个品系的植株形态为普通小麦型,Feulgen染色、GISH结合C-带综合鉴定表明：NR98116-9-2为3R／3D代换系,2n=42;NR98116-9-3为3R附加系,2n=44;减数分裂中期Ⅰ染色体配对正常,具有较高的遗传稳定性。接种鉴定表明：它们高抗小麦条锈病。种子全蛋白和高分子量谷蛋白选择性沉淀的SDS-PAGE分析表明：它们具有的7条高分子量谷蛋白亚基组成分别是1、14＋15、6r＋8、4＋12和1、14＋15、6r＋8、5＋10,其中包括2个Glu-B1位点。     

小麦高分子量谷蛋白亚基效应的比较研究

采用SDS-PAGE方法,通过对5个亲本间杂交获得的F2群体每一单株的F3籽粒样本及其亲本进行小麦高分子量谷蛋白亚基（HMW-GS）组成分析,并对每一F2单株上F3籽粒群体的高分子量谷蛋白亚基组成与其籽粒蛋白质含量、SDS-沉降值的关系进行研究,分析比较黄淮麦区出现频率较高的7个亚基或亚基对的品质效应。结果表明：小麦高分子量谷蛋白亚基组成不同群体间籽粒的蛋白质含量和SDS-沉降值基本达到显著或极显著水平。优质亚基表现为：1、7＋8、14＋15和5＋10亚基。因此,黄淮麦区小麦育种应加强对这些优质亚基的引入和利用,特别是对14＋15和5＋10亚基的引入和利用。     

部分小麦育种材料低分子量谷蛋白亚基等位基因变异

改进小麦LMW-G S分离技术,利用改良一步单向连续梯度SDS-PAGE技术分析40份具有较好品质、产量特性的小麦育种亲本材料的LMW-G S类型和组成形式。结果表明:采用适当的方法提取谷蛋白亚基,在4.8%浓缩胶(pH 6.8,C=2.6%),12.0%~14.0%连续梯度分离胶浓度(pH 8.8,C=1.3%),电流35 mA,电泳330 m in后可以获得良好的LMW-G S分离效果。G lu-3位点出现11种变异类型、19种亚基组合形式。G lu-A 3位点出现G lu-A 3a、G lu-A 3b、G lu-A 3c、G lu-A 3d 4种类型,频率分别为40.0%、12.5%、10.0%、37.5%;G lu-B 3位点出现7种亚基类型,其中G lu-B 3d、G lu-B 3b、G lu-B 3 j为主要类型,频率分别为40.0%、20.0%、12.5%。亚基组合形式G lu-A 3a G lu-B 3d组合频率最高,频率为22.5%;9个亚基组合分别只在一个亲本出现,占分析材料总数22.5%。G lu-A 3位点的遗传变异指数为0.673 8,G lu-B 3位点的遗传变异指数为0.800 8,表明G lu-3位点遗传变异丰富。     

小麦低分子量麦谷蛋白亚基研究进展

低分子量麦谷蛋白亚基(LMW-GS)是小麦胚乳中的一种聚合蛋白组分,LMW-GS彼此间或／和高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)间形成分子内二硫键,进而产生麦谷蛋白聚合体,决定小麦面团的加工品质。由于 LMW-GS与醇溶蛋白的提取特性和电泳迁移率相近,其研究进展缓慢。近年来随着电泳技术的提高,LMW-GS的研究也成为品质性状研究的新热点,越来越多的研究证实了LMW-GS对品质具有重要作用。然而,关于LMW-GS 的研究在我国尚处于起步阶段。本文从小麦LMW-GS的分类、染色体定位、结构及其与品质间关系等方面回顾其研究状况,并讨论研究中存在的问题。     

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.     

Composition of High Molecular Weight Glutenin Subunits in Common Wheat Varieties and Promising Lines

The composition of high molecular weight glutenin subunits (HMWGS) is studied by means of the SDS-PAGE electrophoresis method in varieties of winter (obtained with the involvement of the Agropyron glaucum (Desf.)) and spring common wheat created in the West Siberian region. Data on HMWGS in the promising lines obtained with the involvement of the Triticum timopheevii Zhuk. and T. dicoccum var. farrum (having a complex resistance to pathogens) are presented. The prospects of the creation of spring common wheat varieties with the involvement of the presented lines and the use of some of them as a model for the study of heterosis mechanisms are discussed.     

节节麦农艺性状及高分子量谷蛋白亚基遗传多样性研究

通过对79份节节麦(Aegilops squarrosa)农艺性状及高分子量谷蛋白亚基遗传多样性研究,结果表明:节节麦的生育期较长,为229~256 d,株高在58~100 cm之间,穗长为6.3~13.6 cm,穗粒数6~15粒.其中,生育期小于237 d的有19份,株高小于70 cm的有9份,穗长大于11 cm的有21份,穗粒数大于12的有18份.SDS-PAGE分析表明:节节麦的HMW-GS的Glu-1Ds类型丰富,共检测到12种亚基类型(1s、1.1s、1.5s、2s、2.1s、3s、5s、10s、11s、12s、12.1s、12.4s)和13种亚基组成(1.1s 11s、1s 12.1s、1.5s 10s、1.5s 12s、1.5s 12.4s、2s 10s、2s 11s、2s 12s、2s 12.1s、2s 12.4s、2.1s 11s、3s 11s、5s 12s),其中1s 12.1s、1.5ts 12.4s、2s 12.1s、2.1s 11s为首次报道.     

小麦花药培养后代和杂交后代中高分子量麦谷蛋白亚基变异分析

通过对Alondra、Orofen等5个小麦品种进行花药培养,同时以新春9号、京771、CB037等9个高分子量麦谷蛋白亚基组成不同的小麦品种相互间配制24个正、反交组合,分析小麦加倍单倍体无性系和品种间杂交后代中高分子量麦谷蛋白亚基变异,探讨利用花药培养和杂交手段改良HMW-GS组成的可能性。SDS-PAGE电泳分析发现,小麦加倍单倍体无性系中HMW-GS发生了频繁变异,Alondra加倍单倍体中变异率最高(61.8%),Verry加倍单倍体次之(16.7%),均出现了原始材料中所不具备的亚基类型;HMW-GS在部分F1杂种中呈现不完全共显性、亚基表达沉默和正、反交亚基表达不一致现象,宁春4号/CB037、京771/宁春4号2个组合中出现了双亲所不含有的亚基;通过连续自交和对新出现亚基的跟踪选择,获得了表达新亚基的高代株系。研究结果对于改良小麦加工品质,加深了解小麦HMW-GS编码基因的遗传特性、结构特性等具有一定理论意义和实践价值。