小麦麦谷蛋白高分子量亚基N端序列克隆及原核表达分析

为了探究麦谷蛋白高分子量亚基(HMW-GS)的N-末端结构域对面粉品质的影响,以HMW-GS的1Dx5的N-末端结构域(1Dx5-N)为目的基因进行序列克隆及原核表达,研究大肠杆菌BL21(DE 3)为载体菌进行转化,鉴定阳性克隆,以IPTG和乳糖作为诱导剂,并通过正交试验,筛选最佳的诱导条件。结果表明:1Dx5-N序列基因全长267 bp,共编码氨基酸89个,预测分子质量为16.211 kDa;经转化、阳性克隆鉴定后,证明了该表达载体能够在大肠杆菌中稳定遗传;IPTG和乳糖均可诱导1Dx5-N进行表达;SDS-PAGE表明1Dx5-N重组蛋白多为包涵体蛋白;IPTG诱导蛋白最佳表达条件为温度30℃,浓度0.6 mmol/L,诱导时间16 h;乳糖诱导蛋白最佳表达条件为温度30℃、质量浓度9 g/L、诱导时间16 h。通过对比发现,乳糖可代替IPTG诱导1Dx5-N蛋白表达。

甘肃小麦部分种质高分子量麦谷蛋白亚基(HMWGS)遗传变异分析

应用十二烷基磺酸钠——聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)方法,分析了372份甘肃小麦种质的高分子量麦谷蛋白亚基(high molecular weight glutenin subunit,HMWGS)组成,以了解甘肃省小麦种质的遗传变异。研究表明,供试的甘肃省小麦种质可检测到20种HMW亚基变异类型和36种HMW亚基组合类型。地方品种的HMW亚基组合类型较少,而且以Null、7+8和2+12模式为主,育成品种的HMW亚基变异类型比地方品种丰富,以1、7+8和2+12三种变异类型的出现频率为最高。供试材料HMW-GS的品质评分在4～12分之间,平均得分为7.0,所筛选出的一批含优质亚基组合的种质可供育种工作进一步利用。

重庆小麦品种(系)的高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)组成分析

为了解重庆小麦的品质遗传基础，采用SDS-PAGE技术对重庆小麦推广品种和主要育种亲本共35份材料的HMW-GS组成和变异进行了分析．结果表明：参试材料Glu-1位点具有较为丰富的遗传变异，并检测到14种亚基类型和19种亚基组合类型．Glu-A1位点检测到2种亚基（1，null），其中null占82．86％；Glu-B1位点检测到9种亚基（7＋8，7＋9，7，22，6＋8，14＋15，17＋18，20，8），其中以7＋8，7＋9出现的频率最高；Glu-D1位点检测到3种亚基（2＋12，5＋10，4＋12），其中5＋10占57．14％；参试材料中检测到与烘烤品质相关的优质亚基．参试材料的品质评分在4～10分之间，平均分为6．49分．在重庆市的7个小麦推广品种中，检测到6种亚基组合类型，品质评分平均为6．86分．

小麦胚乳贮藏蛋白高分子量谷蛋白亚基1Dy10单克隆抗体在品质育种中的应用——Ⅱ.胚乳贮藏蛋白HMW-GS1Dx5+1Dy10的鉴别

本文研究了利用免疫化学方法鉴别小麦胚乳贮藏蛋白高分子量谷蛋白亚基1Dx5+1Dy10的可能性。结果表明:1Dx5+1Dy10和1Dx2+1Dy12亚基与单克隆抗体的反应不同,利用特异性单克隆抗体可以鉴别小麦胚乳贮藏蛋白中是否含有1Dx5+1Dy10亚基,鉴别的准确度受抗体种类、抗体浓度及包被蛋白浓度的影响;HMW-GS在F_1籽粒中表现为倾母遗传。免疫化学测定法具有快速、简单、准确、所需样品少等特点,可用于育种早代的辅助选择。

258份山西小麦品种(系)高分子量麦谷蛋白亚基组成分析

为了解山西省近年来育成的小麦品种(系)高分子量谷蛋白亚基组成情况,本研究利用聚丙烯酰胺凝胶电泳方法对山西省近年来参加省区域试验的258份小麦新品种(系)进行了高分子量谷蛋白亚基鉴定。结果表明,供试材料在位点Glu-A1、Glu-B1、Glu-D1共出现了12种亚基类型,3个位点分别以Null(73.64%)、7+9(45.35%)、5+10(41.09%)占比最高;发现了少见的亚基5+12和2.2+12,丰富了山西省小麦HMW-GS的基因库。亚基组合类型有23种,其中组合(Null、7+9、2+12)最多,频率为26.74%;其次是组合(Null、7+8、5+10),频率为16.67%;Glu-1的3个位点均具有优质亚基的组合类型有(1、7+8、5+10、1、17+18、5+10、2^(*)、7+8、5+10),共计21份材料,占比8.14%。HMW-GS评分为10分的品种(系)有21个,占8.14%,其中,圣麦104、太714、运旱1818、临研151、京麦21和圣麦101等6个品种已审定,仅占81个审定品种的7.4%。因此,优质亚基所占比例偏低仍是影响山西小麦品种品质的主要因素,今后的育种工作中应把含优质亚基多的品种充分利用起来,为改良和提升小麦品质提供优质的种质资源。

俄罗斯小麦高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)分析及评价

为了解俄罗斯小麦种质资源的品质遗传基础,本研究利用聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)对高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)组成进行研究。结果表明:俄罗斯小麦在Glu-A1位点具有1、2*和Null三种等位变异,Glu-B1位点具有6+8,7+8,7+9,13+16,14+15和17+18六种等位变异,Glu-D1位点具有2+12和5+10两种等位变异。俄罗斯小麦麦谷蛋白亚基组成共有20种,其中,以2*、7+9、2+12,2*、7+9、5+10和1、7+9、5+10为主,占比分别为28.65%、27.49%和14.63%,其他HWM-GS组成占比低于3.51%。根据Payne评分标准对俄罗斯小麦品质进行评价,评分范围5~10,评分为10的HWM-GS组成有6个,分别为1、7+8、5+10,2*、7+8、5+10,1、17+18、5+10,2*、17+18、5+10,1、13+16、5+10和1、14+15、5+10,分别占比3.51%、2.34%、2.34%、1.75%、0.58%和0.58%。这些数据可以看出俄罗斯春小麦优质亚基变异较为丰富,而且,优质麦谷蛋白亚基13+16、14+15、17+18在东北春小麦中罕见,为改良当地小麦品质提供了重要的种质资源。

高分子量谷蛋白亚基组成及其含量与小麦品质关系研究

测定了国内外 2 33份小麦面粉样品的沉降值、谷蛋白大聚体 (GMP)含量及其高分子量谷蛋白亚基(HMW GS)组成与含量。结果表明 ,国内小麦品种 (系 )A1位点亚基 1出现的频率最高 ,而亚基 2 出现的频率较低 ;B1位点 7+8亚基对出现的频率最高 ,其次是 7+9亚基对 ;D1位点 2 +12亚基对出现的频率高于其它亚基对。亚基组成与品质关系密切 ,亚基评分与HMW谷蛋白总量、沉降值和GMP含量的相关均达到极显著水平。HMW GS含量与小麦品质相关性更高 ,5 +10亚基对含量与品质的相关性明显高于其它亚基对 ,2 +12、7+8、7+9、4 +12亚基对含量与品质的相关性也达到极显著水平。GMP含量测量简单 ,用样量少 ,且与沉降值、HMW谷蛋白总量、X 型、Y 型亚基含量和多种亚基及亚基对含量呈显著正相关 ,可作为小麦品质早代选择的指标。

四川主栽小麦品种高分子量谷蛋白亚基遗传变异分析

采用SDS PAGE技术对四川省近 5 0年以来年推广面积达 6 6 70 0hm2 (10 0万亩 )以上的 4 0个主栽小麦品种高分子量谷蛋白亚基 (Glu 1位点 )的遗传变异进行了研究 ,并计算了品质评分。在这些品种中 ,Glu 1位点具有较丰富的遗传变异 ,共检测到 10种亚基和 13种亚基组合类型 ;品质得分在 5～ 10分之间 ,平均 7.6分。各时期品种平均品质评分呈缓慢上升的趋势 ,且 1980年以后育成品种中 5 +10亚基出现的频率明显增加 ,说明各育种单位已充分重视将具有优良品质遗传基础的材料应用于育种实践。 4 0个品种中 ,12个具有 5 +10优质亚基 ,1个具有 2 亚基 。

黄淮冬麦区不同时期大面积推广品种的高分子量麦谷蛋白亚基组成分析

为深入了解黄淮冬麦区不同时期大面积推广品种的HMW-G S组成情况,为该区品质育种提供依据,利用SDS-PAGE电泳技术对253份黄淮冬麦区不同时期大面积推广品种HMW-G S组成进行了分析。结果表明,该区主栽品种在G lu-A 1位点具有3种亚基类型(N u ll,1,2*),G lu-B 1位点具有6种亚基类型(6+8,7+8,7+9,13+16,14+15,17+18),G lu-D 1位点具有2种亚基类型(2+12,5+10)。对加工品质具有正效应的优质亚基14+15出现频率为11.3%,5+10亚基频率为15.1%;而具有较高品质得分的亚基组合“0,14+15,5+10”、“1,14+15,5+10”及“1,13+16,5+10”的品种较少。济麦20各位点均聚合了优质亚基,可以作为亲本加以利用。意大利引进品种阿夫(Funo)也是优质亚基“14+15”的来源之一。

以EMS诱变创制软质小麦宁麦9号高分子量谷蛋白亚基突变体

本研究旨在创制遗传背景一致的不同高分子量谷蛋白亚基（HMW-GS）缺失系,为小麦品质研究和育种提供材料。将软质小麦品种宁麦9号,用0.4%EMS溶液处理10 000粒种子,获得3781个M1代单株,采用＂半粒法＂对每个株系进行SDS-PAGE鉴定,从中筛选出299个（7.91%）HMW-GS突变株,包括HMW-GS缺失和分子量突变2种类型。其中,HMW-GS缺失突变176株,突变频率为4.65%,缺失亚基涉及Ax1、Bx7、By8、Dx2和Dy12,突变频率为0.24%-3.28%;分子量突变130株,突变频率为3.44%。将突变体的具胚端种子于温室中繁殖获得M2代,再次鉴定各株系的HMW-GS,并经M3代验证,最终获得Ax1、Dx2、Bx7、By8和Dy12缺失突变体,及Ax1＋By8双缺失突变体。用高效液相色谱（HPLC）分析这些突变体的谷蛋白大聚体（GMP）和谷蛋白/醇溶蛋白（GLU/GLI）比值,发现不同缺失突变体的GMP含量都有不同程度的降低,尤以Bx7亚基缺失突变体中GMP含量降幅最大,高达42%。另外,不同缺失突变体的谷蛋白总量和GLU/GLI比值也低于对照,Ax1＋By8双缺失突变体的GLU/GLI比值最小。

小麦高、低分子量麦谷蛋白亚基对品质性状的影响

为给小麦品质改良提供理论依据,以6个国家的532个品种(系)为材料,分析了小麦高、低分子量麦谷蛋白亚基与品质性状的关系。结果表明,各位点上不同的等位变异对品质性状的效应存在显著差异,亚基1、2*、17+18、5+10、GluA3f、GluB3b和GluB3g对面团形成时间和稳定时间具有显著的正向效应;亚基N、1、14+15、17+18、7+8、2+12、3+12、4+12、GluB3d、GluB3f、GluB3h和GluB3g对蛋白质和湿面筋含量具有显著正向效应;从亚基对品质性状的综合影响来看,1、17+18、GluA3f、GluB3g和GluB3f可作为优势亚基。具有1、17+18、2+12和1、17+18、5+10高分子量麦谷蛋白亚基组合的品种(系)综合品质性状显著优于含有N、14+15、2+12亚基组合的品种(系);具有低分子量麦谷蛋白亚基组合GluA3c、GluB3g,GluA3d、GluB3g和GluA3f、GluB3b品种(系)的综合品质性状显著优于含有GluA3b、GluB3j亚基组合的品种(系)。

高分子量麦谷蛋白亚基评分系统的改进及应用

对 191个冬、春小麦品种的品质分析结果表明 :拉伸曲线的最大抗延阻力能比较客观地反映面筋的强度 ,但该项试验所需的样品量较大 (至少需要 30 0g面粉 )。高分子量麦谷蛋白亚基 (HMW GS)组成受遗传基因的控制 ,麦谷蛋白电泳分析所需的样品量少 (只需半粒小麦即可 ) ,适宜育种的早世代分析。选用各高分子量麦谷蛋白亚基的最大抗延阻力均值的差异建立的HMW GS组成评分系统 。

小麦高分子量麦谷蛋白亚基组成与面包烘烤品质关系的研究

研究高分子量麦谷蛋白亚基组成与小麦品质性状 (SDS沉降值、比沉降值 )的关系。结果表明 ,Glu-Al、Glu-Bl和 Glu-Dl位点控制的亚基等位变异与品质性状密切相关。在 Glu-Al位点控制的 3种亚基等位变异类型中 ,对品质的效应以 1 =2 * >N (缺失 ) ;在 Glu-Bl位点控制的 4种亚基等位变异类型中 ,对品质的效应以1 7+1 8=7+8>7+9=6+8;在 Glu-Dl位点控制的 2种亚基等位变异类型中 ,对品质的效应以 5 +1 0 >2 +1 2。具亚基 1或 2 * ,1 7+1 8或 7+8,5 +1 0组合类型的小麦品种可望有较好的烘烤品质。

从CIMMYT引进的人工合成六倍体小麦高分子量谷蛋白亚基组成分析

采用 SDS- PAGE方法 ,鉴定分析了从 CIMMYT引进的 58份人工合成六倍体小麦高分子量谷蛋白亚基 ( HMW- GS)组成。在 Glu- A1,Glu- B1和 Glu- D13个位点上共检测到 2 2种不同的亚基类型 ;其中 Glu- D1位点上的变异类型最为丰富 ,存在 2 +T1+T2 ,5+12和 5+10等 13种不同的亚基类型 ;特别是发现含有比 5+10亚基更优质的 1.5+10和 5+12亚基。遗传分析结果表明 ,人工合成六倍体小麦 HMW- GS能在与普通小麦的杂交后代中稳定表达 ,并且在 F1代籽粒中呈共显性和偏母遗传现象。

小麦优良种质资源高分子量麦谷蛋白亚基组成分析

目的分析近期育成的、具有一个或多个突出农艺性状的186份优良小麦种质资源的高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)组成和1B/1R异位分布情况,为广泛有效地利用这些新种质提供有用信息。方法采用SDS-PAGE方法对优良种质资源的HMW-GS组成进行了分析,并对麦谷蛋白亚基进行品质评分;同时用黑麦1RS上特有的醇溶蛋白标记对上述材料进行1B/1R易位检测。结果供试材料在编码HMW-GS位点上具有较大的变异,共发现16个等位变异,形成30种HMW-GS组合形式。在Glu-1的3个位点具有2个及2个以上优质亚基的材料占38.7%(72份),其中烘拷品质评分为10分且具有高产、矮秆、抗病、抗逆等一个或多个突出农艺性状的新种质13份。携带有1B/1R易位的材料为68份,占供试材料的36.6%。结论这些结合有优异性状的优质材料将是中国小麦遗传育种的宝贵优质源。

黄淮麦区部分小麦种质资源高分子量谷蛋白亚基组成分析

为了深入了解黄淮麦区小麦(Triticum aestivumL.)种质资源高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)组成情况,为品质育种提供信息,利用SDS-PAGE电泳技术对185份普通小麦材料和5份黑粒小麦共计190份种质材料的HMW-GS组成进行了分析。结果表明这些材料在Glu-A1位点具有2种亚基类型(null,1),Glu-B1位点具有5种亚基类型(7+8,7+9,14+15,6+8,17+18),Glu-D1位点上具有3种亚基类型(2+12,5+10,5+12)。对面包加工品质具有正效应的优质亚基14+15出现频率为7.36%,5+10出现频率为34.74%,5+12出现频率为2.63%。对面包烘烤而言,优质亚基组合1/14+15/5+10、1/7+8/5+12和1/7+8/5+10出现频率较低,分别为0.53%、0.53%和11.58%;适合制作优质手工馒头的亚基组合1/7+8/2+12和null/7+8/2+12出现频率分别为6.32%和19.47%;适合制作优质面条的理想亚基组合1/14+15/2+12出现频率为4.21%,较好的亚基组合共计占23.16%。黄淮麦区的小麦种质资源主要适合面条和馒头专用品种的选育。

黄淮麦区小麦新品种(系)高分子量谷蛋白亚基多态性分析

为了解黄淮麦区小麦新品种(系)的品质状况,用SDS-PAGE方法对227份材料的HMW-GS组成进行了分析,共检测到10种等位基因变异和18种亚基组合,其中,各位点的主要亚基有:Glu-A1位点的1(61.67%),Glu-B1位点的7+9(62.11%)和7+8(21.59%),Glu-D1位点的2+12(53.30%)和5+10(40.97%);主要的亚基组合为"1,7+9,2+12"(21.59%)和"null,7+9,2+12"(19.38%)。研究表明,黄淮麦区小麦HMW-GS等位变异和亚基组合的多态性较为丰富,但分布严重不均,仍需引进含有2*、13+16和17+18等亚基的材料;优质亚基5+10和14+15的比例有所提高,但优质亚基组合的比例仍然很低,今后该地区小麦品质育种中应加强优质亚基组合的选择。

一种小麦高、低分子量麦谷蛋白亚基的提取方法

用7.5%的异丙醇和0.3mol/L的NaI去除醇溶蛋白和其他单体蛋白,以二硫苏糖醇(DTT)为强还原剂,以4-乙烯基吡啶(VP)保护巯基,防止其重新氧化。在25%的异丙醇和0.04mol/L的Tris-HCl(pH=8.0)缓冲液中提取小麦总麦谷蛋白亚基、在4%浓缩胶和13%分离胶的不连续分离体系中进行SDS-PAGE电泳,结果表明,该方法不仅能有效去除醇溶蛋白和其他蛋白对麦谷蛋白亚基电泳的影响,且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)的提取分离一步完成,更重要的是,利用该方法提取出的HMW-GS和LMW-GS在电泳分析中,具有高的分辨率,可以有效区分各电泳谱带,为进一步研究奠定了基础。

小麦高分子量谷蛋白亚基间的互补效应对面包加工品质的影响

利用偃展1号的10个HMW-GS近等基因系,研究了不同HMW-GS基因对面包烘烤品质的效应。两年的品质测试结果基本一致,说明所用近等基因系是评价亚基组成对加工品质影响的较理想材料。不同HMW-GS组成对面包评分影响较大,变异系数达到21.5%。相关分析表明,面包体积与形成时间(r=0.90,P<0.01)、沉淀值(r=0.89,P<0.01)、稳定时间(r=0.67,P<0.05)和面粉蛋白质含量(r=0.52,P<0.05)均达显著正相关;面包评分与面包体积(r=0.98,P<0.01)、沉淀值(r=0.93,P<0.01)、形成时间(r=0.89,P<0.01)也呈显著正相关。Glu-A1位点1Ax1基因的表达可以提高多数品系的面包评分;当Glu-A1位点是Null、Glu-D1位点是5’+12时,Glu-B1位点等位变异的面包加工品质效应为7+8>14+15>6+8>7,而当Glu-A1位点是1号亚基、Glu-D1位点是5’+12时,Glu-B1位点的等位变异的面包品质效应为6+8>14+15>7;当Glu-A1位点是Null时,14+15与5+10组合优于与5’+12组合,7+8与5’+12组合优于与5+10组合;1Dx5基因的沉默显著降低面包烘烤品质,HMW-GS对面包品质的作用似乎在X-亚基和Y-亚基之间存在一定的配合效应,任何一种基因的缺失或沉默都会造成品质的明显下降。

高分子量麦谷蛋白14和15亚基的纯化、N-末端序列及部分生化特性研究

用ＳＤＳ－ＰＡＧＥ制备电泳技术结合一种新的凝胶中蛋白质显色方法，对普通小麦 （Ｔｒｉｔｉｃｕｍ ａｅｓｔｉｖｕｍ）小偃六号的高分子量麦谷蛋白１４和１５亚基进行了有效的分离纯化，将其转印于ＰＶＤＦ膜上测定了Ｎ－端的氨基酸顺序，通过比较发现它们与已知序列的其他的高分子量麦谷蛋白亚基高度同源。用两种双向电泳技术确定了它们的等电点（ＰＩ）属于碱性范 围。