黄淮麦区主要小麦品种（系）脂肪氧化酶活性及其基因型鉴定

摘要

小麦籽粒脂肪氧化酶(LOX)是影响面粉或面制品颜色发生褐变的主要因素之一，且与小麦加工品质、储藏品质密切相关，因此研究小麦籽粒LOX活性的分子遗传机制及其与面粉或面制品色泽的关系对我国小麦品质改良具有重要意义。本试验选用黄淮麦区主要小麦品种（系）和本实验室构建的周麦16×咸阳83104的F4重组自交系群体，进行两年4点次的试验，利用分光光度计法测定LOX活性，同时利用本实验室研究开发的Lpx-B23分子标记和Geng等开发的显性标记LOX16和LOX18研究了普通小麦品种中Lpx-B1基因家族的基因型分布其4B染色体上Talox-B1基因的等位变异及其与LOX活性的关系及其主要结果如下:
　　1.黄淮麦区小麦品种（系）和重组近交系的的脂肪氧化酶活性均呈正态分布，变异范围较大，分布范围主要在50～100A234 min-1 g-1。一年三点的方差分析表明，LOX活性在品种间、地点间以及品种×地点间都表现出极显著差异。
　　2.2012年郑州点LOX活性与2013年安阳点LOX活性呈显著正相关，相关系数r=0.161，与驻马店点也呈显著正相关;2013年郑州点与2013年安阳点和驻马店点LOX活性均呈极显著正相关，相关系数分别为0.225和0.214。可见，尽管LOX活性在年际间，地点间存在差异，受环境条件影响较大，但仍然主要受遗传控制，具有遗传稳定性。LOX活性的遗传力较低，受环境条件等影响较大，在早代不宜进行选择，到高代选择比较有效，若能找到一个遗传力高且与其相关系数大的性状，进行间接选择就更好。在5％的中选率下，选择响应为4.2。
　　3.利用本实验室研究开发的Lpx-B23分子标记，鉴定了160个品种（系）的LOX基因型，发现105个品种（系）同时含有TaLox-B2和TaLox-B3基因（Ⅰ类），41个品种（系）含有TaLox-B2基因（Ⅱ类），14个品种（系）含有TaLox-B2基因（Ⅲ类）;用Geng等开发的显性标记LOX16和LOX18，检测4B染色体上Talox-B1基因的等位变异，其中有117个品种（系）含有与LOX低活性相关的TaLOX-B1b基因，43个品种（系）含有与LOX高活性相关的TaLOX-B1a基因。对本实验室构建的周麦16×咸阳83104的110份F4重组自交系群体进行基因型鉴定，64份同时含有TaLox-B2和TaLox-B3基因（Ⅰ类），46份含有TaLox-B2基因（Ⅱ类）。
　　4.85个含有Ⅰ类的品种（系）LOX活性为55.9～91.2A234min-1 g-1，平均值为73.3 A234min-1g-1;37个含有Ⅱ类的品种（系）LOX活性为55.7～99.9A234min-1 g-1，平均值为72.2 A234min-1 g-1;14个有Ⅲ类型的品种（系）LOX活性为54.3～78A234min-1 g-1，平均值为63.9A234min-1 g-1。LSD法多重比较结果表明，Ⅰ类和Ⅱ类基因型的小麦品种（系）的LOX活性显著高于Ⅲ类基因型的小麦品种（系），而Ⅰ类和Ⅱ类基因型小麦品种的LOX活性差异不显著。利用显性标记LOX16和LOX18种4B染色体上Talox-B1基因的等位变异进行检测， LOX18有100个品种（系），其LOX活性为54.3～93.2A234min-1 g-1，平均值为70.4 A234min-1 g-1; LOX16有36个品种（系），其LOX的活性为58.1～99.9A234min-1 g-1，平均值为76.4 A234min-1 g-1，t测验表明拥有LOX16的品种的LOX活性显著高于拥有LOX18的品种。两个位点的5种基因型组合的LOX活性:LOX16/Lox-Ⅱ型平均值为81.9 A234min-1 g-1，LOX16/Lox-Ⅰ型的平均值为75.0 A234min-1 g-1，LOX18/Lox-Ⅰ型的平均值为72.3 A234min-1 g-1，LOX18/Lox-Ⅱ型的平均值为69.9 A234min-1 g-1，LOX18/Lox-Ⅲ型的平均值63.9 A234min-1 g-1。LSD法多重比较发现不同基因型组合的LOX活性均呈显著性差异。
　　5.110个周麦16×咸阳83104的F4重组自交系中:含有TaLox-B2和TaLox-B3基因的Ⅰ类基因型64个，含有TaLox-B2基因的Ⅱ类基因型46个，其LOX活性的平均值分别为99.4A234 min-1 g-1和91.0 A234 min-1 g-1，t测验表明Ⅰ类基因型的LOX活性显著高于Ⅱ类基因型。周麦16的LOX活性值为87.8A234min-1 g-1(高酶活)，咸阳83104则为64.4A234min-1g-1（低酶活）。

目录

声明

致谢

摘要

1 文献综述

1．1 面粉色泽的重要性

1．2 面粉色泽的影响因素

1．2．1 制粉加工工艺对面粉色泽的影响

1．2．2 出粉率和灰分对面粉色泽的影响

1．2．3 面粉增白剂的使用及其对面粉色泽的影响

1．2．4 小麦籽粒硬度对小麦粉色泽的影响

1．2．5 面粉中各种色素含量对面粉色泽的影响

1．2．6 氧化酶类对面粉色泽的影响

1．3 小麦脂肪酸氧化酶在小麦中的研究

1．3．1 脂肪酸氧化酶的结构与特征

1．3．2 影响脂肪酸氧化酶活性的因素

1．3．3 脂肪酸氧化酶的命名和分类

1．3．4 脂肪氧化酶的遗传

1．3．5 脂肪氧化酶对小麦品质的影响

1．3．6 脂肪氧化酶的测定方法

1．3．7 脂肪酸氧化酶的研究进展

2 引言

3 材料和方法

3．1 试验材料

3．2 田间种植与收获

3．3 LOX活性的测定方法

3．3．1 LOX活性吸光值测定

3．3．2 蛋白定量

3．4 遗传力与选择响应估算

3．5 脂肪氧化酶的基因型鉴定方法

3．5．1 DNA提取

3．5．2 引物设计

3．5．3 PCR扩增

3．5．4 电泳

3．5．5 PCR产物纯化

3．6 统计分析

4 结果与分析

4．1 黄淮麦区小麦品种(系)LOX活性分布

4．2 脂肪酸氧化酶活性的基因型与环境互作分析

4．3 脂肪酸氧化酶活性的遗传与选择效果分析

4．4 重组近交系群体的LOX活性结果分析

4．5 LOX基因型分布

4．5．1 黄海麦区小麦品种(系)LOX基因型分布

4．5．2 周16×成阳83104重组近交系群体群体的LOX基因型分布

4．6 供试材料LOX活性与其基因型的关系

4．6．1 黄淮麦区小麦品种LOX活性与基因量关系

4．6．2 重组近交系群体材料的LOX活性与基因型的关系

5 结果与讨论

5．1 小麦面粉色泽的遗传性状和改良

5．2 小麦LOX活性对小麦品质的影响

5．3 依据LOX活性选择出代表性品种

5．4 LOX基因型的遗传研究

5．5 LOX活性与基因型之间的相互影响

参考文献

附表