高分子量麦谷蛋白亚基对小麦蛋白质品质特性的影响

为了明确高分子量麦谷蛋白亚基对小麦籽粒蛋白质品质特性的影响,以陕西关中和河南豫北农户大田种植的80份小麦品种为材料,分析不同小麦品种HMW-GS组成及其对籽粒蛋白质品质特性的影响。结果表明,不同位点及位点内单个亚基都对籽粒蛋白质品质特性有显著影响。3个不同位点对小麦籽粒蛋白质品质性状影响的大小顺序为Glu-D1>Glu-B1>Glu-A1。在Glu-A1位点内,1>Null;在Glu-B1位点内,14+15>7+8>7+9;在Glu-D1位点内,5+10>2+12>4+12。参试品种中亚基组合为1/7+8/5+10和Null/7+8/2+12的小麦品种蛋白质品质特性较好。

西藏小麦高分子量谷蛋白亚基组成及其与蛋白质含量和沉淀值的关系

为明确西藏小麦品种不同高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)对小麦品质的作用,对210份小麦品种的HMW-GS组成与蛋白质含量和沉淀值之间的关系进行了研究,结果表明,在Glu-A1位点上,亚基1、null和2*出现的频率依次为50.00%、34.76%和15.24%,各亚基对蛋白质含量和沉淀值的作用均为2*>1>null;在Glu-B1位点上,亚基7+8和7+9出现频率分别为45.71%和37.14%,远高于其它亚基出现的频率,各亚基对蛋白质含量的作用为7>14+15>17+18>6>7+9>22>7+8>6+8,对沉淀值的作用为17+18>7>14+15>7+9>7+8>6>6+8>22;在Glu-D1位点上,5+10与2+12出现频率分别为52.38%和47.14%,亚基12出现频率较低,各亚基对蛋白质含量的作用为5+10>12>2+12,对沉淀值的作用为5+10>2+12>12。HMW-GS所对应的蛋白质含量与沉淀值之间的相关系数为0.6535,达到了显著水平。以蛋白质含量为评价指标,较优的亚基组合有1/17+18/2+12、1/7/5+10、1/17+18/5+10、1/6+8/2+12、null/22/2+12、2*/17+18/5+10。以沉淀值为评价指标,较优的亚基组合有1/14+15/2+12、2*/17+18/5+10、2*/7/5+10。以蛋白质含量与沉淀值相结合为评价指标,本研究中HMW-GS的最优搭配为2*/17+18/5+10,其次为2*/7/5+10。HMW-GS组成类型所对应的蛋白质含量与沉淀值之间的相关系数为0.5571(P<0.05),达到了显著水平。

小麦蛋白质品质的高分子量谷蛋白亚基评分系统研究

针对现有高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)评分系统的局限性,选用100个春小麦品种,测定了其HMW-GS以及蛋白质含量、湿面筋含量、干面筋含量、面筋指数和SDS沉淀值等5项小麦蛋白质品质,并通过数量化理论及统计学鉴评方法,研究了HMW-GS与小麦蛋白质品质的关系,得到了5个多元回归方程,决定系数均在0.96以上,能准确预测5个蛋白质品质,建立了针对不同小麦蛋白质品质的HMW-GS评分系统。总体来看,1亚基、2*亚基、7亚基、5+10亚基和10亚基对小麦蛋白质品质有积极意义,属于优质亚基,但对于不同的蛋白质品质,亚基的作用不尽相同,10亚基有利于蛋白质数量的增加,5+10亚基有利于蛋白质质量的提高。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

利用Aroona近等基因系研究高分子量麦谷蛋白亚基对面包加工品质的影响

【目的】低分子量麦谷蛋白亚基(LMW-GS)以Glu-A3c、Glu-B3b、Glu-D3c为背景,明确不同高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)对面团流变学特性、贮藏蛋白组份含量和面包加工品质作用大小。【方法】在新疆乌鲁木齐和石河子种植以澳大利亚小麦品种Aroona作为轮回亲本培育的近等基因系(NILs),并测定其粉质仪、拉伸仪、贮藏蛋白组份含量和面包加工品质等参数。【结果】HMW-GS对延展性效应不显著,对面团强度效应大小为Glu-D1>Glu-B1>Glu-A1;就单个亚基对而言,7+9、17+18和5+10面团强度最大;亚基组合1、7+9、5+10具有最大面团强度,2*、7+9、2+12和1、7+9、2.2+12具有最好的延展性。HMW-GS对不溶性谷蛋白聚合体百分含量(%UPP)效应大小为Glu-D1>Glu-B1>Glu-A1;就单个亚基对而言,7+9、17+18和5+10的%UPP最高;亚基组合1、7+9、5+10具有最高的%UPP。HMW-GS对面包总分效应大小为Glu-D1>Glu-A1>Glu-B1;就单个亚基或亚基对而言,1、2*、2+12和5+10具有最高的面包总分;亚基组合1、7+9、2+12面包总分最高,1、7+9、5+10次之,null、7+9、2+12最低。【结论】在相同LMW-GS(Glu-A3c、Glu-B3b、Glu-D3c)背景下,HMW-GS对面团强度、%UPP和面包加工品质影响较大,对延展性影响较小;单个亚基或亚基对1、2*、7+9、17+18和5+10对小麦品质影响较大;亚基组合1、7+9、5+10可作为品质改良的最佳组合。

小麦高分子量麦谷蛋白亚基组成及其对小麦烘烤品质的影响

采用SDS-PAGE方法分析了386份CIMMYT小麦材料的高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)组成,并测定了其微量SDS沉降值,同时评估了各亚基对小麦烘烤品质的贡献.电泳结果发现,供试材料所包含的亚基种类和组合非常丰富,共有14条不同亚基和25种不同的亚基组合.A组染色体编码的HMW-GS有Null、Ax1和Ax2,其频率分别为79.50%、16.32%和4.15%;B组染色体编码的亚基按频率由高到低排序为Bx7、Bx7+By9、Bx7+By8、By22、Bx20、Bx14+By15、Bx6+By8,它们的频率分别为42.75%、21.24%、17.36%、13.47%、3.89%、1.04%、0.26%;D组染色体编码的亚基为Dx5+Dy10、Dx2+Dy12、Dx5+Dy12、Dx2+Dy10,其中Dx5+Dy10和Dx2+Dy12亚基为主要类型,频率分别为76.42%和22.00%,含有Dx5+Dy12或Dx2+Dy10亚基的材料非常少,含有Dx5+Dy12亚基的仅有4份,含有Dx2+Dy10亚基的仅有2份,但它们用于研究D染色体编码的等位亚基的遗传和对小麦烘烤品质的贡献将具有重要作用.亚基组合1(Null+5+10+7)出现的频率最高,为34.20%;其次是组合3(Null+5+10+7+9),其频率为11.40%;组合16～25仅分布在1～2份材料中.各亚基对沉降值的影响结果显示,各位点编码的等位基因变异对小麦烘烤品质影响显著.Glu-A1位点上的1亚基的作用显著大于2和Null亚基,2与Null亚基间的差异不显著.Glu-B1位点上的7+8和22亚基显著优于7+9,而7、20和7+9亚基间有差异,但差异不显著,同样,7+8和22亚基间有差异,但差异不显著.5+10和2+12亚基对品质贡献与前人研究一致,5+10亚基显著优于2+12亚基.自然界十分稀少的材料———拥有2+10和5+12亚基的材料的收集对评价Glu-D1位点单个亚基或亚基联合对小麦品质的影响具有十分重要的意义.

小麦高分子量麦谷蛋白亚基在杂种后代的品质差异

利用2个小麦单交组合的F2群体，研究了不同高分子量麦谷蛋白亚基在几个品质性状上的差异。结果表明，不同亚基的蛋白质含量、湿面筋含量和干面筋含量存在明显差异，但上述品质性状的变异与亚基的品质评分值不相一致。Zeleny沉降值与亚基评分值相一致，且经方差分析，不同亚基的沉降值差异达到显著水平。

黄淮麦区部分小麦品种(系)高分子量麦谷蛋白亚基的SDS-PAGE和分子标记分析

利用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)和分子标记技术,对黄淮麦区47份小麦育种材料高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)进行鉴定和分析。SDS-PAGE结果表明,在所检测的小麦品种(系)中,Glu-A1位点编码的HMW-GS有3种类型,分别是Null、1和2*,其中1出现频率较高(80.9%),Null次之(17.0%),2*仅有1份;Glu-B1位点有7+8、7+9、17+18共3种类型,其中7+8和7+9出现频率较高,分别为48.9%和44.7%;Glu-D1位点有2+12、5+10、4+12共3种类型,其中5+10出现频率最高(61.7%)。利用Dx5、Ax2*、By8、By9和By17亚基特异性分子标记检测结果表明,参试材料中含各标记亚基的材料依次为29(61.7%)、1(2.1%)、23(48.9%)、21(44.7%)、3(6.4%)份;在所检测的小麦品种(系)中含最优亚基组合Dx5、By8的材料共13份,频率为27.7%。分子标记检测结果与SDS-PAGE检测结果相吻合,表明亚基特异性分子标记可用来快速检测小麦材料中的HMW-GS基因。

小麦品种高分子量谷蛋白亚基的组成分析

利用SDS-PAGE电泳分析了49个国内外小麦品种的高分子量谷蛋白亚基组成。结果表明:39个国内小麦品种中,5+10亚基的频率达64%。不同面筋强度的小麦品种高分子量麦谷蛋白亚基组成存在明显差异,强筋品种含有较多的1或2*、7+8或17+18或14+15、5+10亚基组合类型,亚基总评分一般为9～10分;弱筋品种含有较多的Null、7+9、2+12亚基组合类型,亚基总评分一般为5～8分;中筋品种则处于中间类型,亚基总评分差异较大。然而,有些中筋甚至弱筋小麦品种也含有5+10亚基或者一般强筋品种才具有的亚基组合,有的强筋小麦品种反而没有5+10亚基,说明低分子量的谷蛋白亚基和醇溶蛋白质组分对面筋强度也具有重要作用。