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小麦品系（种）HMW-GS组成和品质研究

2020-10-21 460 上传者：管理员

摘要：为了解近几年黄淮地区小麦品系（种）品质，选取了21个近几年参加黄淮地区小麦区试品系（种）进行高分子量麦谷蛋白亚基（HMW-GS）组成分析。结果表明，21个参加小麦区试的品种中共检测出8种HMW-GS，其中，Glu-A1位点上有2种亚基类型，亚基1占52.38%，亚基Null占47.62%;Glu-B1位点出现4种亚基类型，以亚基7+9(57.14%)为主；Glu-D1位点出现2种亚基类型，即亚基5+10(57.14%)和亚基2+12(42.86%)。品质性状分析结果表明，21个小麦品系（种）的蛋白质含量介于12.05%～16.62%，湿面筋含量介于27.84%～38.86%，沉淀值介于20.84～43.87mL。

关键词：
品质
小麦
小麦育种
高分子量麦谷蛋白亚基
黄淮地区
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小麦是我国主要粮食作物之一，随着生产技术和生活质量的提高，高质量的小麦面粉是当前以及未来小麦育种的重要目标。高分子量麦谷蛋白占小麦贮藏蛋白的10%，它由位于第一同源群1A、1B和1D染色体长臂的Glu-A1、Glu-B1和Glu-D1位点（统称为Glu-1位点）上的复等位基因所控制，存在多个等位变异[1]。已有研究结果表明，HMW-GS与小麦品质密切相关[2]。通过对HMW-GS的改良，可以改善小麦的加工品质[3,4]。

本研究通过对黄淮地区小麦品系（种）HMW-GS组成的测定，旨在初步了解黄淮麦区小麦品系（种）的品质，为优质小麦品种选育提供依据，并进一步揭示HMW-GS对小麦品质特性的影响。

1、材料和方法

1.1试验材料

供试材料是从参加近3a黄淮地区小麦区试品种中选取的21个品系（种），对照品种为中国春(Null、7+8、2+12）。

1.2试验方法

1.2.1HMW-GS的组成分析

对试验材料进行HMW-GS提取，并采用SDS-PAGE方法对HMW-GS的组成进行分析[5,6,7]。HMW-GS的命名参照PAYNE等[2]的方法。

1.2.2品质分析

小麦品质指标蛋白质含量、湿面筋含量和沉淀值采用DA7200型二极管阵列近红外光谱仪（瑞典Perten）进行分析。

1.3数据分析

试验数据用SPSS软件进行分析处理。

2、结果与分析

2.1HMW-GS组成分析

由表1和图1可知，21份小麦材料中共检测到11种HMW-GS组成类型。其中，1/2+12/7+9、Null/2+12/7+9、1/5+10/7+9、Null/5+10/7+9出现的频率较高，均为14.29%。在参加试验的材料中，同时出现3个优质亚基的材料（1/5+10/7+9、1/5+10/14+15、1/5+10/17+18）仅有5份，所占频率为23.81%；同时出现2个优质亚基的材料（1/14+15、1/7+9、1/5+10、5+10/7+9）有9份，所占频率为42.86%。

表1HMW-GS亚基组成类型

2.2HMW-GS等位变异

控制HMW-GS的Glu-1位点有3个等位基因，分别是Glu-A1、Glu-B1、Glu-D1。21份材料中，不同等位基因间亚基变异及出现的频率列于表2。

表2HMW-GS等位变异及频率

由表2可知，Glu-A1位点有2种变异：1和Null。其中，优质亚基1出现的频率较高；Glu-B1位点有4种变异，分别是17+18、14+15、7+8、7+9，所占频率分别为4.76%、14.29%、23.81%、57.14%，以优质亚基7+9为主；Glu-D1位点也出现2种变异：2+12和5+10，所占频率分别为42.86%和57.14%。

2.3品质分析

从表3可以看出，小麦籽粒蛋白质含量的变异幅度为12.05%～16.62%，平均蛋白质含量为14.29%；湿面筋平均值为33.92%，变异幅度为27.84%～38.86%；沉淀值的变异系数为1.02，变异幅度较大。

表3供试材料的品质性状

3、结论与讨论

研究表明，HMW-GS特定的亚基能够明显改善小麦品质[8,9,10,11,12]。在Glu-A1位点，亚基1和1*对小麦品质的影响大于亚基Null，亚基2*和亚基1之间的效应高低尚存在分歧。在Glu-B1位点，因其等位变异位点较多，故该位点内各亚基对品质的效应大小较为复杂。多数研究表明，各亚基对品质的效应大小基本表现为17+18>7+8>7+9>6+8[13,14,15,16]。在Glu-D1位点，亚基5+10对小麦品质的影响优于其他亚基[17,18,19]。本试验选取的近3a参加黄淮麦区区试的21份小麦品系中，在Glu-A1位点，检测出含有优质亚基1和劣质亚基Null的品系份数基本相同，表明在该位点，小麦品质并未得到改善；在Glu-B1位点，检测出的亚基多数为优质亚基，表明该位点的优质性得到了明显改善；在Glu-D1位点，含有优质亚基的材料数高于含有劣质亚基的材料数，表明该位点的优质性得到了一定的改善。品质分析结果表明，蛋白质、湿面筋含量以及沉淀值变异幅度较大，这可能是因为选取的小麦材料品质参差不齐。

本研究中，在Glu-B1位点检测出含有优质亚基的材料占86%，但有研究表明，各位点对小麦品质的贡献不是单独发挥作用，而是位点之间产生加性效应或者互作效应，从而对小麦品质产生影响[20,21,22]。这可能是导致小麦品质参差不齐的原因。另有研究表明，LMW-GS以及淳溶蛋白的存在也会对小麦的品质产生影响[21,22,23]。

参考文献：

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