相同HMW-GS组合的小麦品种品质差异及其原因分析

摘要

本研究以黄淮麦区新育成的208份小麦品种(系)为材料,采用SDS-PAGE电泳技术筛选具有相同高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)组合的小麦新品种(系)12份,并对筛选出的12份相同HMW-GS组合的小麦品种(系)的面粉品质性状(粗蛋白含量、湿面筋含量、Zeleny-沉降值)和面团流变学特性(吸水率、稳定时间、形成时间、评价值)进行了分析,发现具有相同HMW-GS(1,7+9,2+12)组合的小麦品种,其品质仍然存在较大差异。试验材料中周麦12号、周9811分别达中强筋和强筋标准。周麦12号品质指标为：粗蛋白含量15.0％、湿面筋含量37.5％、沉降值37.9ml、吸水率65.9％、形成时间5.0min、稳定时间4.3min、评价值74;周9811品质指标为：粗蛋白含量14.6％、湿面筋含量30.6％、沉降值45.9ml、吸水率60.1％、形成时间7.4min、稳定时间15.1min、评价值149。并探讨了具有相同HMW-GS(1,7+9,2+12)组合的小麦品种品质存在较大差异的原因。试验从谷蛋白亚基表达量、蛋白组分含量及醇溶蛋白亚基等方面进行了分析研究,主要研究结果如下： 1、对12份筛选鉴定出的小麦品种(系)的面粉品质性状和面团流变学特性分析结果表明：面粉品质性状中的粗蛋白含量、湿面筋含量和Zeleny-沉降值均有变异,其中Zeleny-沉降值变异最大,平均值为30.2ml,变幅为23.3-45.9ml,变异系数为22.4％；面团流变学特性除吸水率外,稳定时间、形成时间、评价值也均有较大变异,其中稳定时间变异最大,其平均值为3.7min,变幅为1.6-15.1min,变异系数为99.8％。 2、对12份小麦品种(系)的谷蛋白亚基表达量、亚基表达量间以及亚基表达量与品质性状间相关性分析的结果表明：谷蛋白亚基总量、高分子量谷蛋白亚基含量及1Bx7亚基的表达量在品种间都存在明显的差异。谷蛋白亚基总量的平均值为40.8mg/g,变幅为33.3-57.8m∥g,变异系数为18.9％；高分子量谷蛋白亚基含量的平均值为18.98mg/g,变幅为14.05-29.48mg/g,变异系数为25.5％；1Bx7亚基表达量平均值为5.53mg/g,变幅为4.26-8.44mg/g,变异系数为25.1％。 谷蛋白亚基总量与高分子量谷蛋白亚基含量、1Bx7亚基表达量及HMW-GSC/THGC均呈显著正相关关系,相关系数r值分别为0.988、0.978和0.793;高分子量谷蛋白亚基含量与1Bx7亚基表达量和HMW-GS/THGC呈显著正相关关系,相关系数r值为0.988和0.876:HMW-GSC/THGC与1Bx7C/HMW-GSC间无显著性相关关系。 谷蛋白亚基总量与粗蛋白含量、沉淀值、形成时间、稳定时间和评价值之间均呈显著或极显著正相关关系,相关系数r值分别为0.662、0.908、0.807、0.754和0.838;与湿面筋含量、吸水率的关系不显著。高分子量谷蛋白亚基含量与粗蛋白含量、沉淀值、形成时间、稳定时间和评价值的相关系数均达显著或极显著水平(r=0.667-0.923);1Bx7亚基表达量与主要品质指标(湿面筋含量、吸水率除外)问均呈显著或极显著正相关关系,相关系数r值为0.681-0.924。 3、对12份材料的蛋白组分含量及其与品质性状间的相关性分析结果表明：单体蛋白、可溶性谷蛋白、不溶性谷蛋白在品种间存在明显的差异。单体蛋白含量的平均值为7.67mg/g,变幅为6.94-8.59mg/g,变异系数为7.9％；可溶性谷蛋白含量的平均值为1.03 mg/g,变幅为0.65-1.61mg/g,变异系数为27.1％；不溶性谷蛋白的平均值为3.78mg/g,变幅为3.08-4.73 mg/g,变异系数为13.1％。 单体蛋白含量与湿面筋含量、吸水率呈不显著正相关关系,与粗蛋白含量、沉淀值、形成时间、稳定时间、评价值均呈负相关关系,但不显著(r=-0.290～-0.496);可溶性蛋白含量与湿面筋含量、吸水率呈不显著相关关系,与粗蛋白含量、沉淀值、形成时间、稳定时间和评价值的相关系数均达极显著水平,相关系数分别为0.726、0.883、0.728、0.718和0.746;不溶性谷蛋白含量与粗蛋白含量、沉淀值、形成时间、稳定时间和评价值呈显著或极显著正相关关系(r=0.625-0.883)。 4、对12份相同HMW-GS小麦品种的醇溶蛋白亚基分析结果表明：12份材料的醇溶蛋白亚基类型变异丰富,但不含有与强筋有关的45和43.5带。在周9811和周麦12号两个品质好的小麦品种中也没有发现特异的醇溶蛋白亚基谱带。

目录

论文说明：英文缩略表

声明

摘要

1引言

1.1高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)研究进展

1.1.1高分子量谷蛋白亚基（HMW-GS）遗传变异及基因多态性的研究

1.1.2HMW-GS的分布情况

1.1.3 高分子量谷蛋白亚基（HMW-GS）与小麦加工品质的关系

1.2小麦醇溶蛋白的研究进展

1.2.1小麦醇溶蛋白的结构和组成

1.2.2小麦醇溶蛋白基因的染色体定位

1.2.3小麦醇溶蛋白等位基因的命名及变异

1.2.4小麦醇溶蛋白与小麦品质性状的关系

2材料与方法

2.1试验材料与试验设计

2.1.1试验材料

2.1.2试验设计

2.2测定项目与方法

2.2.1面粉品质测定

2.2.2高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)的SDS-PAGE

2.2.3醇溶蛋白酸性聚丙稀酰胺凝胶电泳(A-PAGE)

2.2.4HMW-GS的定量分析

2.2.5蛋白组分的测定

2.2.6数据统计分析

3结果与分析

3.1相同高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)材料的筛选及鉴定

3.1.1高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)的SDS-PAGE

3.1.2黄淮麦区育成小麦新品种(系)的HMW-GS组成变异分析

3.1.3相同HWM-GS组成小麦品种的SDS-PAGE鉴定

3.2 12份相同HMW-GS（1，7+9，2+12）组合小麦品种的主要品质性状分析

3.2.1面粉品质性状分析

3.2.212份相同HMW-GS组合小麦品种的面团流变学特性分析

3.2.312分相同HMW-GS组合小麦品种主要品质性状间的相关分析

3.3 相同HMW-GS（1，7+9，2+12）品种的亚基表达量分析

3.3.1供试品种的谷蛋白亚基表达量测定

3.3.2亚基表达量间的简单相关性分析

3.3.3亚基表达量与主要品质指标间的相关性分析

3.4相同HMW-GS（1，7+9，2+12）品种的蛋白组分含量分析

3.4.112份小麦品种的蛋白组分含量测定分析

3.4.2蛋白组分含量与主要品质指标间的相关性分析

3.5相同HMW-GS（1，7+9，2+12）品种的醇溶蛋白分析

4讨论

4.1小麦HMW-GS对品质的重要性

4.2相同HMW-GS组合小麦品种(系)品质状况差异原因的探讨

5结论

5.1供试品种的品质性状差异分析

5.2供试品的亚基表达量分析及其与品质间的关系

5.3供试品种的蛋白组含量分析及其与品质的关系

5.4供试品种的醇溶蛋白分析

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表论文情况