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。

不同高分子量谷蛋白亚基组合的小麦籽粒蛋白组分及其谷蛋白大聚合体的积累规律

用 12个含有不同高分子量谷蛋白亚基 (HMW GS)的小麦品种 (或品系 )研究了小麦籽粒蛋白、蛋白组分的积累规律及谷蛋白大聚合体与总蛋白比率的动态变化。结果表明 :(1)幼粒中的清蛋白和球蛋白含量在灌浆初期快速积累 ,然后逐渐下降 ,成熟期又略有上升 ;不同HMW GS组合对其没有明显影响 ;(2 )醇溶蛋白在花后 16d左右大量积累 ,然后呈逐渐下降趋势 ;优质HMW GS组合醇溶蛋白积累较少 ;(3)HMW GS在花后 2 0～ 2 4d左右开始持续快速积累 ,与谷蛋白大聚合体 (GMP)含量的动态变化一致 ;优质HMW GS组合小麦籽粒的HMW GS积累较多 ;(4 )GMP积累量在成熟期达到高峰 ,其动态变化与其占籽粒蛋白比率的动态变化趋势一致 ,即GMP的绝对含量反映了它在籽粒蛋白中的分布 ;(5 )籽粒总蛋白的积累量在花后 15d左右出现一个低谷 ,前。

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。

小麦体细胞杂种渐渗系F_6代的高分子量谷蛋白亚基组成与位点变异

为了发掘新的小麦高分子量谷蛋白亚基用于品质育种,测定了小麦/长穗偃麦草体细胞杂种F6代共322个株系的高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)组成,并进行了品质评分。结果表明,体细胞杂种株系在Glu-A1、Glu-B1和Glu-D1位点上的遗传变异率分别为0.52、0.58和0.46,一共出现27种不同的亚基组合形式,其中Null、7+9、2+12(同亲本小麦济南177)出现的频率最高,而2*、7+8+9、2+5+12出现的频率最低;5+12出现的频率约为33.5%;在与优质可能相关的亚基组合当中,13+16出现的频率约为31.1%。由于5+12尚未有品质评分,因此部分株系无法给出分数。本研究表明,通过体细胞杂交可以产生大量的高分子量谷蛋白亚基/组合变异,这有助于今后小麦品质育种工作。

小麦高分子量麦谷蛋白亚基组合与品质性状的关系

利用不同高分子量麦谷蛋白亚基组成的小麦种质配制的2个杂交组合的F_2群体材料,研究了不同亚基组合与蛋白质含量,干、湿面筋含量和Zeleny沉降值的关系。结果表明,不同亚基组合的上述品质性状都存在明显差异,但蛋白质含量和干、湿面筋含量与亚基组合的品质评分值相关不显著。Zeleny沉降值与亚基组合的品质评分值呈极显著正相关,且经方差分析,不同亚基组合的沉降值差异达到显著水平。

节节麦高分子量谷蛋白Dx5~t+Dy12~t亚基组合中Dy12~t亚基的序列测定与分析

为了认识节节麦5t+12t亚基品质表现突出的分子基础,利用SDS-PAGE分析研究了该亚基组合中12t亚基的电泳迁移率并克隆和测序了该亚基基因。结果表明,该12t亚基在SDS-PAGE上的电泳迁移率与普通小麦中的Dy12具有一致的电泳迁移率,但与Dy10的电泳迁移率差异明显。而氨基酸序列比较结果显示,12t亚基的分子序列与Dy10的相似程度非常高,二者仅存在4个氨基酸的替换,而它与Dy12的分子序列存在较大的差异,不但包括12个氨基酸的替换,同时包括2个六肽氨基酸和另外4个氨基酸部位的插入和缺失变化。本研究结果表明,节节麦高分子量谷蛋白Dx5t+Dy12t亚基赋予小麦优良加工品质的主要原因可能与12t亚基与小麦Dy10非常相似,导致这一亚基组合更倾向与Dx5+Dy10有一定关系。

高、低分子量麦谷蛋白亚基等位变异对小麦加工品质性状的影响

以面包加工品质差异较大的普通小麦DH群体 (Pavon×Avocet) ,其等位变异位点为Glu A1(N和 2 )、Glu B1(7+8和 17+18)、Glu D1(2 +12和 5 +10 )、Glu A3(a和b)和Glu B3(b和h) ,研究了HMW GS和LMW GS等位变异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和SDS沉降值的影响未达显著水平 ,对和面时间与耐揉性的影响达 1%显著水平。按位点贡献大小排序 ,Glu D1>Glu B1>Glu B3>Glu A1>Glu A3;就单个亚基而言 ,在Glu A1位点N与 2 差异较小 ,在Glu B1位点 7+8>17+18,在Glu D1位点 5+10 >2 +12 ,Glu A3位点的GluA3a与GluA3b对小麦品质的效应差异不显著 ,在Glu B3位点GluB3b>GluB3h。亚基组合为 2 、7+8、5 +10、GluB3b和N、7+8、5 +10、GluB3b的DH系 ,其加工品质优良 ;亚基组合为 2 、17+18、2 +12和GluB3h的DH系 。

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。

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。

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、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)。

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。

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。

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。

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 。

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。

小麦不同高分子量谷蛋白亚基对面筋数量和质量的影响

为给小麦品质遗传改良提供依据,以33个小麦品种为材料,对8种HMW-GS及其13种组合的品质效应进行了分析。结果表明,对于Glu-A1位点,1亚基和缺失亚基(N)对面筋数量和强度的效应相似。对于Glu-B1位点,3种亚基对面筋数量的正向效应为14+15>7+8>7+9,对面筋强度的正向效应为7+8>14+15>7+9。对于Glu-D1位点,对面筋数量的正向效应为:2+12>5+10>4+12,对面筋强度的正向效应为:5+10>2+12>4+12。综合各个亚基的品质效应,本研究提出了包含8种HMW-GS的评分体系。对HMW-GS组合的研究结果表明,不同位点优异HMW-GS的品质效应具有累加作用,据此提出了高面筋数量型品种和强筋型品种的HMW-GS优化组合。品种类型与HMW-GS组合的对应分析验证了HMW-GS品质效应的分析结果。

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。

高分子量麦谷蛋白亚基基因Dx5的PCR检测

为 Dx5基因设计了 1对特异引物 ,选用 HMW- GS在 Glu Dx1位点已知的 2 2个材料对其进行了验证。结果表明 ,该引物的准确率达到 10 0 %,完全可以作为 Dx5基因的检测引物。利用这 1对引物 ,通过 PCR技术对 4 0种材料的 Dx5基因进行了检测 ,发现仅有 986 0 5 ,陕 2 5 3,郑州 891,97- 2 14 3,绵阳 96 171- 10 ,绵阳 19,中 1813- 1和绵阳 11等 8个品种 (系 )携带 Dx5基因 ,占待测材料总数的 2 0 .0 %,远远低于北美小麦品种中 Dx5基因的携带率。研究中还发现 ,对检测优质面包烘烤品质基因而言 ,PCR方法是最简便、快速、准确的方法之一。

陕西关中不同时期小麦品种高分子量麦谷蛋白亚基变异分析

用 SDS聚丙稀酰胺凝胶电泳分析了陕西关中地区不同历史时期主要推广小麦品种的高分子量麦谷蛋白亚基组成 ,并计算了其品质得分。结果表明 ,陕西关中地区主要推广小麦品种的高分子量麦谷蛋白亚基构成欠佳 ,亚基类型贫乏。主要原因在于 5 +10亚基很少 ,2 +12亚基多 ;1亚基较多 ,2 *亚基没有 ,N类型多等。陕西关中 80年代至今推广的小偃 6号及用其作亲本选育的个别品种含有 14 +15亚基 ,这些品种的品质都很好。最后讨论了冬小麦品质育种的策略和方法。