小麦面筋相关性状的主基因+多基因遗传模型分析

【目的】通过小麦面筋相关性状的主基因+多基因遗传模型分析,探析小麦湿面筋含量、干面筋含量和面筋指数的遗传规律,为我国长江中下游麦区红皮强筋专用小麦品种选育提供理论参考。【方法】以苏麦6号×扬97G59为亲本构建的双单倍体(DH)群体(共189个家系)为材料,采用主基因+多基因遗传分离分析方法对小麦湿面筋含量、干面筋含量和面筋指数进行遗传模型分析。【结果】湿面筋含量在句容试点MX2-ED-A模型为最佳模型,受到2对显性上位性效应主基因和加性效应微效多基因控制,主基因遗传率为74.18%,多基因遗传率为24.35%,但在扬州试点MX2-IE-A模型为最佳模型,受到2对抑制效应主基因和加性效应微效多基因控制,主基因遗传率为7.41%,多基因遗传率为90.60%。对于干面筋含量,在句容试点MX2-ED-A模型为最佳模型,受到2对显性上位性效应主基因和加性效应微效多基因控制,主基因遗传率为38.24%,多基因遗传率为61.61%,但在扬州试点MX2-IE-A模型为最佳模型,受到2对抑制效应主基因和加性效应微效多基因控制,主基因遗传率为5.65%,多基因遗传率为94.04%。面筋指数在句容试点MX2-AI-AI模型为最佳模型,受到2对加性上位性效应主基因和加性上位性效应微效多基因控制,主基因遗传率为66.34%,多基因遗传率为33.55%,但在扬州试点MX2-DE-A模型为最佳模型,受到2对重叠效应主基因和加性效应微效多基因控制,主基因遗传率为42.05%,多基因遗传率为57.62%。【结论】小麦干面筋含量、湿面筋含量和面筋指数均表现为数量性状的特点,受多基因的控制,且存在环境效应。干面筋含量和湿面筋含量的遗传主要受2对显性上位性或抑制效应主基因+多基因的控制;面筋指数的遗传受2对加性上位性或重叠效应主基因+多基因的控制。

宁春4号×河东乌麦F_(6:7)家系籽粒蛋白质性状及候选基因分析

【目的】对宁春4号和河东乌麦杂交、自交F_(6:7)家系进行籽粒蛋白质性状及候选基因分析,以期挖掘与籽粒蛋白质性状相关的基因,为小麦籽粒蛋白质性状遗传改良提供理论参考。【方法】以蛋白质性状差异较大的2个亲本(宁春4号和河东乌麦)及其杂交、自交的551个F_(6:7)家系为材料,对小麦籽粒蛋白质性状(粗蛋白含量、湿面筋含量和沉降值)进行方差分析、相关分析及聚类分析,通过高、低值株系转录组测序,对差异表达基因(DEGs)进行功能注释及信号通路富集分析,并鉴定籽粒蛋白质性状相关基因。【结果】籽粒蛋白质相关性状在F_(6:7)家系中均出现明显分离,分布均呈连续正态分布。粗蛋白含量、湿面筋含量和沉降值的平均值分别为15.64%、33.31%和39.06 mL,介于双亲该性状值之间,其中,超中亲比例为29.04%~77.31%,超高亲比例为7.08%~39.56%;变异系数排序为沉降值(10.99%)>湿面筋含量(6.07%)>粗蛋白含量(5.70%),且三者间呈极显著正相关(P<0.001)。551个F_(6:7)家系被聚为四大类群(Ⅰ~Ⅳ),分别包括148、125、171和107个家系,其中,类群Ⅳ的平均粗蛋白含量(16.87%)、湿面筋含量(35.96%)和沉降值(45.02 mL)均最高,为优异类群。根据高、低值株系的转录组测序数据,从中筛选出4368个DEGs,其中,970个为上调表达,3398个为下调表达。GO功能注释结果显示,小麦籽粒蛋白质性状差异表达主要发生在细胞区域,涉及细胞膜结构和细胞器等组分,同时也发生在细胞连接等部位,通过调节结合、催化等分子功能,引起细胞过程、代谢过程、胁迫反应和应激反应为主的生物过程协同变化。KEGG信号通路富集结果显示,DEGs显著富集到9条代谢通路(P<0.05),其中筛选出4条与小麦籽粒蛋白质性状密切相关的代谢通路及其DEGs,10个DEGs与组氨酸代谢、21个与淀粉和蔗糖代谢、8个与酪氨酸代谢、8个与丙氨酸和天冬氨酸及谷氨酸代谢相关,其中有7个DEGs上调表达。实时荧光定量PCR验证结果与转录组测序结果基本一致。【结论】小麦籽粒蛋白质性状属多基因控制的数量性状遗传,F_(6:7)家系出现许多超亲类型,其中沉降值具有较大改良潜力。类群Ⅳ为籽粒蛋白质性状优异类群,可用于蛋白质性状优异品种的育种实践。基于富集功能分析筛选出组氨酸代谢、淀粉和蔗糖代谢、酪氨酸代谢、丙氨酸和天冬氨酸及谷氨酸代谢4条通路与小麦籽粒蛋白质性状调控机制有关,并鉴定出7个与籽粒蛋白质性状相关的候选基因。

基于测量不确定度评定小麦粉中湿面筋含量的合格概率与控制值

湿面筋含量是评定小麦粉质量的一项重要指标,试验依据GB/T 5506.1—2008测量湿面筋含量,依据JJF1059.1—2012评定湿面筋含量的测量不确定度,依据CNAS-TRL-010:2019评定湿面筋含量的合格概率和控制值。结果表明,试样中湿面筋含量的扩展不确定度可表示为:G=(22.1±0.5)%,k=2;试样中湿面筋含量的合格概率为64.8%;当试样中湿面筋含量的测量值大于22.43%时,湿面筋含量的合格概率大于95%。通过评定小麦粉中湿面筋含量的测量不确定度、合格概率和控制值,可为生产企业与检验机构提供参考。

小麦湿面筋蛋白的流变学性质

采用HAAKE(RS600)流变仪,分别用动态(应力和频率扫描)和稳态(蠕变-恢复实验)方法研究不同湿面筋含量和品质的三种小麦面粉湿面筋蛋白(湿面筋蛋白Ⅰ,Ⅱ和Ⅲ)的临界应用、弹性模量等流变学性质.结果表明:应力扫描时,湿面筋蛋白Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ的临界应力分别为49.59,24.88和12.48 Pa;频率扫描时,当频率为1.117 rad/s时它们的弹性模量分别为1194,789和583 Pa;蠕变-恢复实验时,当时间为5.11m in时它们的形变分别为7.09%,9.43%和14.29%.这表明湿面筋含量越高,面筋品质越好,其临界应力越大;弹性模量越大;形变率越小,面筋蛋白形变恢复时间越短.

冻藏时间对小麦湿面筋蛋白结构和热性能的影响

采用荧光分光光度计、Zeta电位及激光粒度分析仪、扫描电子显微镜（SEM）和差式扫描量热仪（DSC）分别研究了小麦湿面筋蛋白在-18℃下冻藏0~120 d的结构和热性能.结果表明：随着冻藏时间的延长,小麦面筋蛋白的表面疏水性和粒径增加;小麦面筋蛋白中巯基含量增加且二硫键含量减少;小麦面筋蛋白的网络结构遭到破坏,其纤维表面结构变得粗糙且不均匀;小麦面筋蛋白的变性转变温度（Td）和变性焓（ΔH）呈现先降后升趋势.

硫对不同类型春小麦湿面筋和沉降值及氨基酸的效应

以 6个不同品质类型春小麦为材料 ,在不同氮水平下 ,研究施硫对湿面筋、沉降值及氨基酸的调节效应。结果表明 ,高氮条件下 (施尿素 12 8kg/hm2 ) ,施硫可提高湿面筋含量和沉降值 ,对高蛋白品种作用更明显。低氮 (施尿素 6 0kg/hm2 )条件下施硫 ,除辽 10的湿面筋和沉降值均降低外 ,其他品种表现湿面筋含量降低而沉降值提高。高蛋白品种在氮供应较充足条件下 ,硫才能发挥改善各项品质指标的作用 ,否则 ,氮将成为硫发挥作用的限制因素。氮施用水平较高时 ,硫可提高不同品种的总氨基酸和含硫氨基酸含量 ,且含硫氨基酸与湿面筋和沉降值呈正相关。

小麦湿面筋含量和面筋指数的杂种优势分析

选用4个强筋和4个中弱筋小麦品种为亲本通过NCⅡ设计,配制正反杂交32个组合,对其湿面筋含量和面筋指数的杂种优势进行了分析。结果表明:湿面筋含量的杂种优势较低,面筋指数的杂种优势较高。仅有2个组合的湿面筋含量具有正向优势且不显著,其余30个组合均为负向优势,并有5个组合达到了显著水平;有26个组合的面筋指数具有正向优势,其中6个达到了显著水平,4个组合达到了极显著水平,其余6个组合具有负向优势,但都不显著。

小麦粉清液生产酒精的工艺研究

在料水比为1∶3.5情况下,考察小麦粉清液生产酒精工艺,实验得出湿面筋提取率为6.5%,淀粉酶最佳用量为2.0mg/g原料,糖化酶最佳用量为1.2mg/g原料,最佳接种量为0.6‰(w/w原料),最佳温度段为(10,14h)。

南阳彩色小麦面团拉伸性能测定及粉质评价研究初报

了解南阳彩色小麦系列新品种面粉的面团拉伸性能、吸水量和面团糅合性能并进行粉质评价,为该小麦新品种的品种改良、种植结构调整、加工和开发利用提供科学依据,用南阳灰麦、蓝麦和硬质紫麦为材料,与高优503等小麦品种进行对照,用国家颁布的标准方法对上述小麦品种湿面筋、粉质、面团拉伸性能等指标进行了测定。实验结果表明,面团形成时间为3.3～5.7min,面团稳定时间为2.0～6.2min,拉伸面积仅有51、57cm2(灰麦为147cm2除外),均明显低于高筋小麦的要求。因此,限制了南阳彩色小麦系列新品种在食品加工上的某些应用。但综合其营养价值和保健功能,该新品种在我国传统蒸煮类食品加工和功能食品应用上仍有很大的开发前景。

基于连续投影算法的小麦湿面筋近红外校正模型优化

为减少建模过程中的计算量、提高模型的稳健性及预测精度,将连续投影算法用于小麦湿面筋近红外校正模型的建立。首先采用SPXY算法选择具有代表性的校正集样本,然后对光谱数据作不同预处理,增强光谱特征;运用连续投影算法对原始光谱和预处理后的光谱进行敏感波点提取,进而分别建立多元线性回归校正模型。测试结果表明,对光谱标准正态变量变换后利用连续投影算法提取敏感波点所建多元线性回归模型预测效果最好,预测均方根误差和预测相关系数分别为1.3332和0.94319,优于同等条件下建立的偏最小二乘回归模型。

2006—2015年中国小麦质量年度变化

【目的】中国小麦由强筋小麦、中强筋小麦、中筋小麦和弱筋小麦4种类型构成,分析近10年来各类型小麦年度质量变化,探讨小麦生产质量现状、存在的问题和解决方法,为小麦生产、科研、购销和加工等环节提供必要的参考。【方法】对2006—2015年中国小麦生产区742个小麦品种7 561份样品的容重、蛋白质含量、湿面筋含量、沉淀指数和面团流变学特性进行测定,分析各类型小麦年度比例和8个主要品质性状年度变化。【结果】小麦品种结构有所改善,但达标样品比例较低。从品种比例看,强筋品种、中强筋品种、中筋品种和弱筋品种比例分别为12.6%、16.7%、68.7%和2.0%,年度间保持稳定。从样品比例看,强筋小麦、中强筋小麦、中筋小麦和弱筋小麦样品比例分别为21.0%、16.9%、49.4%和3.8%;各类型小麦样品比例年度间变化差异较大,年度间强筋小麦和中筋小麦呈此消彼长趋势,中强筋小麦呈缓慢增加趋势,弱筋小麦呈下降趋势。从达标样品比例看,各类型小麦达标比例较低,强筋小麦、中强筋小麦、中筋小麦和弱筋小麦达标比例分别为4.8%、4.6%、25.0%和0.4%。中国小麦总体质量表现为中筋小麦水平,容重、蛋白质含量和湿面筋含量年度间变化趋势不明显,沉淀指数、粉质和拉伸参数呈小幅下降趋势。强筋小麦、中强筋小麦和中筋小麦品质性状年度间保持相对稳定,沉淀指数、粉质和拉伸参数变化趋势基本相同;弱筋小麦近年来蛋白质含量、湿面筋含量和沉淀指数年度平均值增加,品质下降。不同类型小麦品质性状差异较大,容重年度平均值大小依次为中强筋小麦>强筋小麦>中筋小麦>弱筋小麦,蛋白质含量和湿面筋含量年度平均值大小依次为强筋小麦>中筋小麦>中强筋小麦>弱筋小麦,沉淀指数、粉质和拉伸参数年度平均值大小依次为强筋小麦>中强筋小麦>中筋小麦、弱筋小麦;年度平均值变幅不同,其中沉淀指数、粉质和拉伸参数年度平均值变幅大小依次为强筋小麦>中强筋小麦>中筋小麦、弱筋小麦。【结论】中国小麦品种结构有所改善,各类型小麦达标比例较低,小麦质量有较大提升空间。应通过选育和推广高产优质专用小麦品种、合理增加现有各类型优质小麦品种面积和加大政策扶持力度等途径,优化品种结构,提高小麦质量。

基于各粉路系统面粉和湿面筋含量快速确定面粉吸水率的初步研究

为准确预测小麦面团流变学特性测定过程中的吸水率,以河南省小麦区域试验参试品种(系)为材料,对各粉路系统出粉量、湿面筋含量、沉淀值和吸水率进行相关性分析。结果表明,各粉路面粉出粉量、湿面筋含量和沉淀值均与吸水率呈显著或极显著相关。以各粉路面粉出粉量为自变量(X),以吸水率为因变量(Y),进行逐步回归分析,建立方程Y=60.967-0.047 X1-0.055 X5+0.006 X6+0.055 X7。并以不同湿面筋含量对实验结果进行细分,初步总结出不同湿面筋含量所对应的吸水率大概值。

氮肥运筹对弱筋小麦群体指标与产量和品质形成的影响

以弱筋小麦品种扬麦9号和宁麦9号为材,研究了不同施氮水平及基追比对群体指标、产量和品质的影响。结果表明,孕穗期叶面积指数(LAI)随施氮量的增加而提高;小麦籽粒产量及成熟期生物产量、花后干物质积累量与施氮量均呈二次曲线关系;籽粒蛋白质含量、湿面筋含量与施氮量呈极显著正相关。增加后期追氮比例及同比例2次追氮均提高了成熟期生物产量、花后干物质积累量、茎蘖成穗率、孕穗期LAI、籽粒产量、蛋白质含量和湿面筋含量。花后干物质积累量、成熟期生物产量、成穗数、茎蘖成穗率与产量呈显著或极显著正相关,拔节期、孕穗期、开花期和灌浆期LAI与产量呈显著或极显著二次曲线关系。弱筋小麦实现优质和产量7000kghm-2的氮肥运筹技术以施氮量200kghm-2和基肥∶拔节肥∶孕穗肥为7∶2∶1,其高产优质协调的关键群体调控指标,最适LAI为6.9,花后干物质积累量和成熟期生物产量分别为5300和16500kghm-2,成穗数为466×104hm-2,茎蘖成穗率为50%。

小麦重要品质性状的遗传分析和面条专用型小麦的筛选

分析了 32个小麦品种 (或稳定品系 )的蛋白质和湿面筋含量、面粉 RVA粘度特性及其相互关系 ,结果表明 :(1)蛋白质和湿面筋含量以及 7个 RVA粘度性状在不同品种 (品系 )间存在着广泛的遗传变异 ,并且都具有较高的广义遗传力 ;(2 )蛋白质和湿面筋含量与到达高峰粘度的时间呈显著正相关 ,与其它 RVA粘度指标相关系数的高低因性状而异 ,未达显著水平 ;(3)依据蛋白质和湿面筋含量聚类的结果与依据 7个 RVA参数聚类的结果有较大差异。依据 RVA粘度性状聚类的结果表明 ,生态类型相似的品种 (品系 )有聚集在一起的趋势 ,而以蛋白质和湿面筋含量聚类时没有类似的现象存在。本研究按照两种聚类结果对蛋白质、湿面筋含量和 RVA粘度参数综合考虑 ,筛选出 10个优质面条加工潜力较大的品种 (品系 ) ,并对优质面条小麦的评价体系做了讨论。

谷朊蛋白的改性及其作为纸张增强剂的性能

采用廉价可生物降解的小麦谷朊蛋白为原料,经过羟甲基化和阳离子化改性合成类似聚酰胺聚胺环氧氯丙烷(PPE)的纸张增强剂。经改性后,谷朊蛋白带有氮杂环丁烷结构、表氯醇和环氧基团3种功能基团,可与纤维形成共价键,且能发生自身交联,在纤维周围形成三维交联网络结构,提高纸张干、湿强度。通过单因素试验,研究了甲醛、甲酸、温度、反应时间和环氧氯丙烷5种反应因素对纸张强度的影响。优化合成条件下制备改性谷朊蛋白可使纸张干抗张强度提高35%,湿强保留率达20%。改性后谷朊蛋白显阳离子性,加入纸浆中,可使得浆料体系Zeta电位升高,改善浆料的留着率,明显提高纸张强度。结果表明,经羟甲基化和环氧氯丙烷加成改性的谷朊蛋白可以作为纸张的干强剂和湿强剂。

小麦品种间籽粒品质性状表现及其相关性分析

以125个普通小麦品种(系)为试材,分析了它们的籽粒硬度、蛋白质含量、湿面筋含量和Zeleny沉降值表现及4项品质指标的相关性。结果表明:硬度与蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值均呈极显著正相关,蛋白质和湿面筋含量也分别与沉降值呈极显著正相关,而蛋白质含量与湿面筋含量间相关不显著。将被测品种按面筋强度分为强、中、中下和弱4个等级,不同的等级中,各性状的相关性又产生了很大的差异。此外,各品种小麦硬度的变幅是7 5%～81 4%,变异系数为33 71%;蛋白质含量的变幅是9 9%～16 9%,变异系数为9 39%;湿面筋含量的变幅是3 6%～93 2%,变异系数为62 28%;沉降值的变幅是16 5～51 7ml,变异系数为27 93%。这些品种中多数为硬质麦,蛋白质含量中等,湿面筋含量较高,但也有部分材料湿面筋含量非常低,沉降值中等偏低。

从湿面筋含量和面筋指数来评价中国河南和法国小麦面筋

通过分析小麦全麦粉和小麦粉的湿面筋含量和面筋指数，比较了中国河南、法国小麦样品的面筋质量。结果表明：法国小麦样品和小麦粉虽然湿面筋含量较低在22．6％－36．1％之间，但面筋指数却很高，通常在86－100之间，而我国河南小麦样品虽然湿面筋含量较高在31．6％－37．2％之间，但面筋指数较低，仅在12－84之间。从而得知法国小麦粉的烘焙品质优于我国河南的小麦粉。

春小麦不同播期对籽粒蛋白质与湿面筋含量影响的试验研究

以北疆主要春小麦品种：新春6号（中筋型）、新春8号（强筋型）、新春9号（强筋型）、Y20（强筋型）作为供试材料。2002～2003年在石河子大学农学院试验站分期播种试验。研究在新疆大陆性气候条件下不同播期对春小麦蛋白质和湿面筋含量的变化。试验表明：随着播期的推迟．春小麦蛋白质和湿面筋含量呈增加趋势．晚播的小麦蛋白质和湿面筋含量比正常播期的要高；在任一播期中．高蛋白品种的蛋白质含量始终高于低蛋白品种。但在灌浆期温度条件相差不大的情况下。灌浆期以前的温度状况对小麦蛋白质和湿面筋的形成也起着一定的作用。

推迟灌拔节水对不同种植模式冬小麦产量及品质的影响

为探讨华北平原冬小麦控水提质种植模式,在2012—2013年冬小麦生育期间,采用常规种植和宽幅精播2种种植模式,每种种植模式都设冬小麦整个生育期不灌溉、于拔节期灌溉60mm和于拔节后10 d灌溉60 mm共3种灌溉处理,研究了控水条件下不同种植模式冬小麦的籽粒产量及品质特性.结果显示:推迟灌拔节水显著增加了穗粒数、湿面筋含量和湿面筋指数.宽幅精播种植模式显著增加了冬小麦穗数.推迟灌拔节水显著提高了宽幅精播冬小麦的籽粒产量、籽粒蛋白质产量、吸水率、湿面筋含量和面团稳定时间.在冬小麦生育期间总灌溉量为60 mm条件下,推迟灌拔节水显著提高了宽幅精播冬小麦的籽粒产量和加工品质.研究可为华北平原冬小麦控水提质模式提供理论依据和技术支持.

不同品种(系)小麦面筋含量的研究

以246个小麦品种（系）为材料，研究了小麦干湿面筋含量、面筋持水率的变异和分布特点。结果表明，2年测定的参试小麦品种（系）间的干湿面筋含量和面筋持水率均有极显著差异，变异幅度分别为6．91％～14．56％、18．22％～41．29％和154．85％～241．22％；年份间均呈极显著相关水平，相关系数分别为0．621、0．682和0．399，说明小麦干湿面筋含量和面筋持水率主要受遗传控制。将参试材料按原产地及麦区分别归类分析得出，国外引进品种和长江中下游冬麦区小麦的干、湿面筋含量均较高，西南冬麦区小麦的干、湿面筋含量均最低。这些结果丰富了小麦种质信息资源，在小麦品质育种的亲本选择和有利基因的发掘和利用方面有重要意义。