94份小麦种质Puroindoline和HMW-GS分子检测与品质分析

籽粒硬度和高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)对小麦品质起决定作用,为发掘和利用硬度Puroindoline基因和HMW-GS优异等位变异,提升长江中下游麦区中强筋小麦品质,对长江中下游麦区推广品种以及其他麦区优质推广品种和地方品种共计94份材料进行分子检测和品质分析。结果表明,硬度变幅7.21~72.91,软质类型42份、占44.68%,硬质类型42份、占44.68%,混合类型10份、占10.64%。硬度突变基因型共有5种,包括Pina-D1b/Pinb-D1a、Pina-D1r/Pinb-D1a、Pina-D1s/Pinb-D1a、Pina-D1a/Pinb-D1b和Pina-D1a/Pinb-D1p,数量分别为8份、3份、1份、29份和9份,籽粒硬度表现依次为Pina-D1r/Pinb-D1a>Pina-D1s/Pinb-D1a>Pina-D1b/Pinb-D1a>Pina-D1a/Pinb-D1p>Pina-D1a/Pinb-D1b。HMW-GS分析表明,Glu-A1位点1和Null亚基材料比例分别为53.33%和45.56%,此外有1G330E亚基材料1份;Glu-B1位点7+8和7+9亚基材料比例分别为47.78%和46.67%,此外有14+15亚基材料3份、7OE+8*亚基材料1份、6+8亚基材料1份;Glu-D1位点2+12和5+10亚基材料比例分别为61.11%和38.89%。在微量SDS沉淀值上,Glu-A1位点的1和Null亚基、Glu-B1位点的7+8和7+9亚基无显著差异,Glu-D1位点5+10亚基极显著大于2+12亚基。硬度和SDS沉淀值呈极显著正相关,硬度对SDS沉淀值影响大于HMW-GS。本研究对小麦种质Pin和HMW-GS基因型和品质进行了分析,为小麦品质遗传改良尤其是中强筋小麦品质改良提供了参考。

小麦Glu-1D位点HMW-GS近等基因系创制及对品质的影响

【目的】编码高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)的Glu-D1位点对面粉加工品质的影响大。其中,5+10和2+12是Glu-D1位点最常见的2个等位基因。为了分析这2个亚基组合在四川小麦品质育种中的利用价值。【方法】创制了综合农艺性状优良的近等基因系蜀麦1764A(具有5+10)和蜀麦1764B(具有2+12)。【结果】单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)分析表明,二者主要的遗传差异位于1D染色体的403~414 MB区间,且该区间包含了Glu-D1位点。四川省多点试验和区域试验表明,二者的田间农艺性状和产量无显著差异,能够排除田间性状差异对品质分析带来的干扰。品质参数分析表明,5+10和2+12亚基差异不会对小麦籽粒蛋白质含量产生显著影响,但是前者提高了面筋强度、降低了延伸性。对于面包和馒头品质,5+10亚基优于2+12亚基。但是,对于面条品质,2+12亚基优于5+10亚基。5+10和2+12亚基差异没有影响饺子和饼干的加工品质。【结论】在面包和馒头品质改良中应采用5+10亚基,但是在面条小麦育种中应优先采用2+12亚基。

57份陕西新育成小麦品种(系)HMW-GS组成及品质分析

为探究陕西关中地区小麦HMW-GS亚基与品质性状间的关系,采用SDS-PAGE法对57份陕西关中地区小麦品种(系)HMW-GS亚基组成及相关品质性状进行了分析。结果表明,供试品种(系)中共检测出7种HMW-GS亚基类型和8种HMW-GS亚基组合;Glu-A1位点上有3种亚基类型,分别为1、2^(*)和Null,以1亚基为主(78.95%);Glu-B1位点上检测到7+8(61.40%)与7+9(38.60%)两个类型;Glu-D1位点上检测到5+10(70.18%)和2+12(29.82%)两个类型。3个HMW-GS基因位点编码亚基共组成8种亚基组合,品质得分6~10分,其中1/7+8/5+10组合品质得分10分,出现频率最高。就HMW-GS不同位点对品质性状效应进行分析发现,Glu-D1位点对b^(*)值、形成时间、稳定时间、弱化度和粉质质量指数的影响达到极显著水平(P<0.01);对面团流变学特性的影响,Glu-D1>Glu-B1。不同类型亚基对小麦品质的效应存在差异,7+8亚基对蛋白质含量、湿面筋含量和容重具有正效应,7+9和5+10亚基对形成时间和稳定时间的影响显著高于其他亚基(P<0.05);携带1/7+8/5+10亚基组合小麦的蛋白质、湿面筋含量和容重最高;携带1/7+9/5+10亚基组合具有较高面粉L^(*)值和面团流变学特性指标值。

HMW-GS和LMW-GS组成及1BL/1RS易位对春小麦品质性状的影响

分析了2 2 1份春小麦品种(系)的HMW GS、LMW GS组成和1BL 1RS易位状况,并用其中10 4份品种(系)研究了HMW GS和LMW GS等位变异及1BL 1RS易位对品质性状的影响。结果表明,1、7+9、5 +10、GluA3a和GluB3j分布较广,频率分别为5 7 .5 %、4 5 . 2 %、6 3 .8%、2 9. 0 %和4 2 . 5 %。1BL- 1RS易位系相当普遍,西北春麦区和东北春麦区频率分别为4 4 . 3%和34 2 %。HMW- GS和LMW -GS等位变异对SDS沉降值、和面时间与耐揉性的影响达1%显著水平,对籽粒蛋白质含量与不溶性谷蛋白含量的影响达5 %显著水平。按位点贡献大小,Glu- D1>Glu- B3>Glu -B1>Glu- A1>Glu -A3;不同亚基对品质性状的效应存在显著差异,主要表现在反映面筋强度的品质参数上。亚基1、2 、5 +10、Glu -A3d、Glu- B3f明显优于相应位点的其他亚基。1BL -1RS易位对和面时间有极显著的负向效应。

HMW-GS和LMW-GS组成对小麦加工品质的影响

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)是决定小麦加工品质的重要因素。以小麦品种PH82-2(亚基组成1,14+15,2+12和Glu-A3d,Glu-B3d,Glu-D3c)和内乡188(亚基组成1,7+9,5+10和Glu-A3a,Glu-B3j,Glu-D3b)的242份F3和F4株系(试验I)和91份产量比较试验材料(试验Ⅱ)研究了贮藏蛋白组成对小麦加工品质的影响。结果表明,HMW-GS和LMW-GS等位变异对籽粒蛋白质含量的影响不大,但对加工品质均有极显著影响(P<0.01)。就位点的效应而言,Glu-D1位点对加工品质的效应较大,而Glu-D3位点的效应较小。就单个亚基而言,在Glu-B1位点,14+15<7+9;在Glu-D3位点,Glu-D3c>Glu-D3b。1B/1R易位系的部分品质性状,如峰值时间、曲线下降斜度和峰积分好于非1B/1R易位系。

HMW-GS与北方手工馒头加工品质关系的研究

以我国黄淮麦区的 114个小麦品种 (系 )为材料 ,探讨了高分子量麦谷蛋白亚基与手工馒头加工品质的关系 ,分析了供试材料中占比例较大的 8种亚基和 9种亚基组合对馒头品质的影响。结果表明 ,N和 2 +12亚基对各品质指标的作用均好或较好 ,没有明显缺点 ,是适合制作优质手工馒头的亚基 ;1、7+8和 5 +10亚基对馒头黏性的作用较差 ,7+9亚基对色泽和 14 +15亚基对馒头外观和结构的作用均较差 ,这些亚基均只对 1、2个馒头品质指标有不利影响 ;而 4 +12亚基对馒头体积、重量、黏性等均有不利影响 ,不是制作优质手工馒头的适宜亚基。在不同亚基组合中 ,(1,7+8,2 +12 )和(N ,7+8,2 +12 )适于制作优质手工馒头 ;(1,7+8,4 +12 )、(1,7+8,5 +10 )、(1,7+9,2 +12 )、(N ,7+9,2 +12 )和 (1,14 +15 ,2 +12 )均在馒头品质指标上存在一方面的缺点 ;(1,7+9,5 +10 )和 (N ,14 +15 ,2 +12 )不适宜制作优质手工馒头。

山西小麦育成品种品质性状及HMW-GS组成演变分析

研究山西省小麦育成品种的品质及高分子量麦谷蛋白亚基的演变,有助于优异种质资源的挖掘和创新,可以为小麦品质改良和品种推广提供依据。对山西小麦育成品种的品质及HMW-GS组成进行演变分析,结果表明,山西小麦整体上以中筋为主,除硬度指数呈逐年下降趋势外,其他品质指标在20世纪90年代之前均逐渐提升,而后呈现下降趋势;山西省小麦品种HMW-GS的Glu-1位点等位变异较为丰富,Glu-A1位点有1、2*和Null 3种亚基类型,Glu-B1位点有7种亚基类型(7+8、7+9、6+8、13+16、14+15、17+18、20),Glu-D1位点有6种亚基类型(2+12、2+10、5+12、5+10、4+12和2. 2+12),共检测到亚基组合类型32种,"Null,7+8,2+12"出现频率最高,且优质亚基的变化与品质演变趋势一致; Glu-D1位点对蛋白质含量、硬度指数、容重、湿面筋含量、延伸性和吸水率的效应较大,其中4+12和2+10对蛋白质含量和湿面筋含量具有正效应,Glu-B1位点主要影响沉降值、形成时间、稳定时间、拉伸面积和最大抗延阻力等指标,其中7+8、7+9亚基对拉伸面积具有正效应,Glu-A1位点的2*对沉降值、最大抗延阻力、稳定时间、形成时间和拉伸面积具有正效应;"2*,7+8,4+12"和"1,7+9,2+10"亚基组合对品质性状效应较高。

施氮量对小麦籽粒HMW-GS及GMP含量动态的影响

采用SDS-PAGE电泳和切胶比色进行亚基定量的方法,研究施氮量对2个小麦品种籽粒HMW-GS和GMP积累的影响。结果表明,高蛋白小麦品种徐州26在花后14 d HMW-GS就开始形成,低蛋白品种宁麦9号在花后21 d才开始形成。增施氮肥对小麦灌浆前期HMW-GS的形成作用不明显,而有利于徐州26 HMW-GS积累速度的提高和HMW-GS快速积累期的延长,及宁麦9号灌浆后期HMW-GS的积累,导致成熟期徐州26 HMW-GS和GMP含量随施氮量增加而提高;但施氮过多则降低宁麦9号籽粒HMW-GS和GMP含量。相同氮素水平下,籽粒HMW-GS各亚基含量徐州26均高于宁麦9号,表明籽粒HMW-GS亚基含量与小麦品质性状密切相关。

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Glu—A1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住点上发现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。

小麦高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)对面条感官质量的影响

【目的】明确HMW-GS及其组合对面条感官质量特性的影响,筛选适于制作优质面条的HMW-GS及其组合。【方法】以大田种植的80份小麦品种为材料,实验室制作干白面条。采用标度感官评价方法,利用经过培训和测试的感官评价员组成的感官评价小组,对煮制后的面条进行感官质量评价。通过组间方差分析,研究Glu-A1、Glu-B1、Glu-D1位点内单个亚基及其亚基组合对面条感官质量的影响。【结果】方差分析结果表明,Glu-A1、Glu-B1、Glu-D1位点分别对光滑性、弹性和感官评价总分、硬度和黏性有显著影响(P<0.1),Glu-A1、Glu-B1、Glu-D1位点内单个亚基对面条感官质量的影响大小为Null>1、7+8>7+9>14+15、4+12>5+10≥2+12。不同亚基组合的面条感官质量特性(色泽、硬度、弹性、光滑性)以及总分之间存在显著差异(P<0.1)。亚基组合为Null/7+8/2+12、1/7+8/4+12、1/7+8/5+10的小麦品种制作面条的感官质量得分较高,且在部分感官质量特性方面表现突出。【结论】不同位点HMW-GS对面条感官质量有显著影响。Glu-B1位点上的7+8亚基为影响面条感官质量特性的主要亚基类型。亚基组合为Null/7+8/2+12、1/7+8/4+12和1/7+8/5+10的小麦品种制作的面条感官评分较好,为面条小麦品种选育的推荐亚基组合。

花后干旱和渍水对小麦籽粒HMW-GS及GMP含量的影响

采用SDS-PAGE和切胶比色进行亚基定量,研究了花后干旱和渍水对小麦强筋品种豫麦34和弱筋品种扬麦9号籽粒HMW-GS和GMP含量的影响。结果表明,两品种的干旱处理和豫麦34淹水处理在花后10 d籽粒HMW-GS形成,两品种对照和扬麦9号淹水处理在花后15 d籽粒HMW-GS形成,说明花后干旱提早了小麦籽粒HMW-GS的起始形成。干旱促进了小麦籽粒HMW-GS早期积累,但对后期积累不利,使快速积累期缩短,渍水处理更明显缩短籽粒HMW-GS快速积累期。两品种成熟期总HMW-GS和GMP含量表现为对照>干旱>渍水,且豫麦34各处理大于扬麦9号的对应处理。

小麦HMW-GS及其评分与部分品质关系的研究

通过对小麦 HMW谷蛋白亚基 (HMW-GS)与部分品质性状关系的分析结果表明 :亚基 5 +1 0对各个品质性状贡献均好 ,亚基 2 +1 2对各个品质性状贡献一般 ,亚基 3 +1 2、N表现较差。通过对 4种 HMW-GS评分方法与品质性状的相关性分析结果表明 :不同评分方法与品质性状的相关性不同 ,依据评分评价品种时 ,应根据不同品质指标采用相应的评分方法。在数量化回归的基础上 ,确定了面包体积和

CIMMYT人工合成小麦改良品系的HMW-GS和LMW-GS组成及其对面筋品质的影响

为了给中国春小麦面筋品质性状改良提供参考依据,对来自CI MMYT的167份人工合成小麦与普通小麦的杂交后代进行了HMW-GS和LMW-GS鉴定,并测定了蛋白质含量、湿面筋含量、Zeleny沉淀值和揉面仪参数等品质性状。结果表明,亚基2*、1、7+9、5+10、Glu-A3d、Glu-B3j和Glu-B3b的分布较广,频率分别为49.1%、39.5%、58.7%、73.7%、39.5%、44.3%和32.9%。HMW-GS和LMW-GS组成对湿面筋含量的影响较小,对Zeleny沉淀值、和面时间、峰值高度、峰值宽度和8 min高度的影响皆达1%显著水平。各位点对面筋品质的贡献大小为Glu-B3>Glu-D1>Glu-B1>Glu-A1>Glu-A3;就单个亚基的贡献而言,Glu-A1位点,1>2*>Null;Glu-B1位点,7+8=17+18>7+9;Glu-D1位点,5+10>1.5+10>2+12;Glu-A3位点,Glu-A3b>Glu-A3d>Glu-A3a>Glu-A3e>Glu-A3c;Glu-B3位点,Glu-B3d>Glu-B3b>Glu-B3j。Glu-B3j(即1B/1R易位)广泛存在于人工合成小麦与普通小麦的杂交后代中,对面筋强度和耐揉性有不利影响,建议在品质育种中尽量避免选择含有该亚基的易位材料。

利用选择性回交向小麦品种中转移优质HMW-GS的方法研究

为了在不改变原品种农艺性状的情况下改善品种的加工品质指标,利用生化标记辅助选择和连续回交的方法(5～6次)将编码优质高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)的基因转移到本地主栽小麦品种中,使品种的面团流变学特性得到较大的改善。文章讨论了这种方法中的一些问题及其在改造现有主栽品种中的作用。

HMW-GS的SDS-PAGE图谱在小麦品质评价中的应用

采用SDS-PAGE技术对陕西关中地区各时期大面积推广小麦品种、品种资源和新品系的HMW-GS组成进行了分析.在该地区50多年大面积推广的33个品种中,检测出9种HMW亚基 对 及其组成;品种HMW-GS的评分在5～10分之间,平均6.9分;4个时期品种HMW-GS的平均评分有升有降,优质亚基出现的频率普遍偏低;向小麦品种中聚合多种优质HMW-GS将成为陕西关中未来小麦育种的主要目标之一.53种小麦品种资源的亚基或亚基对组合类型比较丰富,具有一批携带优质亚基5+10、1、2*、7+8、14+15或17+18等资源.8个新选品系中,有4个品系携带了多种优质亚基,其中3个品系HMW--GS的评分为10分;Q1043已被审定通过,目前正在陕西关中推广种植.实践证明,采用SDS-PAGE方法对生产上推广品种、品种资源和新选品系的HMW-GS变异研究,有助于在短时间内了解生产上推广小麦品质生产现状、制订育种目标、选配亲本和品系品质性状筛选,是一种非常实用的品质快速检测方法.

不同土壤条件下山农12小麦籽粒HMW-GS积累及GMP粒度分布特征

在沙壤、中壤和黏壤3种质地土壤条件下,以优质强筋小麦品种山农12为材料研究了小麦强势与弱势籽粒高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)积累特征及其与谷蛋白大聚合体(GMP)粒度分布的关系。结果表明,3种质地土壤上,小麦强、弱势籽粒HMW-GS花后14d均已形成,强势粒HMW-GS含量明显高于弱势粒,说明强势粒具有较强的HMW-GS积累能力。小麦籽粒HMW-GS含量和GMP含量均表现为黏壤土>中壤土>沙壤土,说明黏壤土有利于HMW-GS的积累。小麦GMP粒径分布范围在0.37～245μm之间;数目分布呈单峰曲线,体积和表面积分布呈双峰曲线。小麦强势粒GMP>100μm颗粒数目百分比和体积百分比均显著高于弱势粒,强势粒具有更多的大粒径GMP颗粒。小麦HMW-GS含量和GMP含量与<10μm和<100μmGMP颗粒体积百分比均呈显著或极显著负相关,与>100μmGMP颗粒体积百分比呈显著或极显著正相关,说明大粒径GMP颗粒具有较高的HMW-GS含量。

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)HMW-GS的贡献,本研究利用SDS-PAGE技术对南大2419及其99个衍生品种(系)的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、适应性好和抗性强的优点,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。

不同水分条件下HMW-GS对小麦品质的影响

以SY95-71(1,13+16,5+10)和CH7034(1,14+15,5'+12)重组自交系研究了高分子量麦谷蛋白(HMW-GS)在不同水分条件下对品质性状的影响。结果表明,Glu-1位点各亚基及组合对品质性状的效应受水分条件影响,当Glu-A1为1,Glu-D1为5'+12时,14+15面团形成时间(雨养)和最大抗延阻力(灌溉)明显高于13+16,增幅分别为5.10%和6.16%;Glu-A1位点为1,Glu-B1为13+16时,含5+10亚基的沉降值(灌溉),以及雨养条件下拉伸面积和最大抗延阻力显著高于5'+12;1,14+15,5+10组合对沉降值(雨养和灌溉)和拉伸面积(灌溉)的效应大于1,13+16,5'+12,增幅分别为7.49%、9.54%和10.39%。各组合的蛋白质含量和延伸性、1,13+16,5+10的稳定时间以及1,14+15,5+10的稳定时间和拉伸面积受水分影响较大,1,13+16,5+10和1,14+15,5+10的面包体积在雨养条件下大于灌溉条件下,1,14+15,5'+12和1,13+16,5'+12则反之。研究结果对选育和推广符合当地生产用途和栽培模式的品种具有指导作用。

磷肥对小麦籽粒HMW-GS积累及GMP粒度分布的影响

在112.5kghm-2和225kghm-2两种氮水平下,检测了施磷量对强筋小麦山农12籽粒高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)积累及谷蛋白大聚合体(GMP)粒度分布的调控效应。结果表明,小麦籽粒HMW-GS在花后14d已形成,成熟期籽粒HMW-GS含量表现为施磷处理高于不施磷处理。在低氮条件下,施磷有助于HMW-GS的积累,而在正常施氮条件下过多施磷则不利于其积累。在低氮条件下,粒径<10μmGMP颗粒体积百分比随施磷量增加而显著降低;在正常氮水平下,施磷降低粒径<10μmGMP颗粒体积百分比,其效应表现施磷0kghm-2处理最大,其次为施磷40kghm-2和100kghm-2处理,施磷160kghm-2处理最小。两种施氮水平下分别增施磷肥,粒径在10～100μm和>100μmGMP颗粒的体积百分比均呈现随磷肥用量增加而增加的趋势。在正常氮水平下,各施磷处理间籽粒中GMP颗粒数目百分比无明显差异。成熟期籽粒中HMW-GS含量与粒径<10μmGMP颗粒体积百分比呈显著负相关,而与10～100μmGMP颗粒体积百分比呈显著正相关。说明较大粒径GMP颗粒具有较高的HMW-GS含量。

陕西关中地区部分小麦新品种(系)的HMW-GS组成分析

为了解陕西省小麦新品种（系）的HMW-GS组成情况及优质亚基的分布特点，为陕西省小麦品质改良提供参考，利用SDS-PAGE电泳技术对参加陕西省2006～2007年度小麦品种区域试验和预备试验的60份小麦新品种（系）的HMW-GS组成及其品质得分进行了分析。结果表明，在参试的60份小麦新品种（系）中，共出现了13种亚基和16种亚基组合类型。Glu-A1位点的1（60．0％）和Null（36．7％）亚基、Glu-B1位点的7＋8（38．3％）、7＋9（41．6％）亚基和Glu-D1位点的2＋12亚基（73．3％）是主要亚基；优质亚基14＋15和5＋10的出现频率分别为13．4％和20．0％；亚基组合Null／7＋8／2＋12和1／7＋9／2＋12为主要组合类型，其频率都为18．3％，优质亚基组合1／14＋15／5＋10的出现频率仅为3．3％；出现了一些携带17＋18、6＋8和20等稀有亚基和少见的亚基组合（如1／6＋8／5＋10、1／20／5＋10和Null／7＋9／3＋12等）类型的材料。参试材料的HMW-GS品质评分平均7．1分，8分以上的材料有23个，占总材料数的38．3％。说明陕西省近年新育成的小麦新品种（系）Glu-1位点的遗传基础有所改善，但仍不太理想。在品质育种上，应加强优质亚基种质材料的引进、筛选与利用，同时加强优质亚基的聚合育种。