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小麦高低分子量谷蛋白亚基和GMP含量与主要品质指标的关系

第十四届全国植物基因组学大会

作者： Xiaoyan Li Yin Li Qiong Wang Fusheng Sun Pangdi Wang Guangyuan He Guangxiao Yang The Genetic Engineering International Cooperation Base of Chinese Ministry of Science and Technology Key Laboratory of Molecular Biophysics of Chinese Ministry of EducationCollege of Life Science and TechnologyHuazhong University of Science and Technology(HUST)

Two novel low-molecular-weight glutenin subunit(lmw-gs) genes,designated Tatlmw-i1,Tatlmw-ic1 and Tatlmw-ic2,were cloned and characterized from the Triticum *** coding regions of Tatlmw-i1,Tatlmw-ic1 and Tatlmw-ic2 we... 详细信息

关键词： Triticum tibetanum lmw-gs gene cloning expression

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安徽农业科学 2007年第35期35卷 11361-11363页

作者：卢学琴胡尚连陶诗顺西南科技大学生命科学与工程学院四川绵阳621002

[目的]为小麦品种的品质改良提供理论依据。[方法]以14个绵阳系列小麦品种为材料,研究高低分子量谷蛋白亚基、GMP含量及其与主要品质指标的关系。[结果]14个品种高低分子量谷蛋白亚基含量变化范围均较广,为2.9～46.0mg/g和24.3～72.9mg/... 详细信息

[目的]为小麦品种的品质改良提供理论依据。[方法]以14个绵阳系列小麦品种为材料,研究高低分子量谷蛋白亚基、GMP含量及其与主要品质指标的关系。[结果]14个品种高低分子量谷蛋白亚基含量变化范围均较广,为2.9～46.0mg/g和24.3～72.9mg/g。71.42%的品种属于HMW!gs含量较低的类型,78.57%的品种HMW!gs含量对总谷蛋白亚基含量的贡献率较低。不同品种总谷蛋白亚基含量各异,M35最高,其次是M33。92.85%的品种GMP含量低于200.0mg/g。HMW!gs含量与GMP含量呈显著的负相关关系(r=-0.3428)。低分子量谷蛋白亚基含量和总谷蛋白亚基含量与SDS!沉降值之间都呈显著的正相关关系。[结论]HMW!gs和GMP的含量较低是限制绵阳系列小麦品质改良的重要因素,lmw!gs在改良中起重要作用。

关键词：小麦 HMW-gs lmw-gs GMP 品质指标

小麦近缘物种低分子量麦谷蛋白亚基的基因克隆、序列分析和原核表达载体的构建

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小麦近缘物种低分子量麦谷蛋白亚基的基因克隆、序列分析和原核表...

作者：肖欣华中科技大学

学位级别：硕士

小麦胚乳中的面筋蛋白赋予面团独特的粘弹性，使其能被加工成各种食品。麦谷蛋白由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)组成，它们被认为是使面团具有独特特性的主要决定因素。然而，相对于HMW-gs，由于lmw-G... 详细信息

小麦胚乳中的面筋蛋白赋予面团独特的粘弹性，使其能被加工成各种食品。麦谷蛋白由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)组成，它们被认为是使面团具有独特特性的主要决定因素。然而，相对于HMW-gs，由于lmw-gs基因家族的复杂性和普通小麦中lmw-gs等位基因多样性，有关lmw-gs等位基因与面团品质的关系仍不十分清楚。在本研究中，根据小麦属不同物种间lmw-gs基因序列同源性，从茹科夫斯基小麦（Triticum zhukovskyi）和密穗小麦(Triticum compactum)基因组中，克隆并鉴定了4个新的lmw-gs基因，比较了它们与其他麦类作物中已知的lmw-gs的序列关系，并预测了这四个lmw-gs蛋白二级结构。分析结果表明，它们均属于lmw-i类基因，因此分别命名为Tzlmw-i1，Tzlmw-i2，Tclmw-i1，Tclmw-i2。与其它lmw-i类亚基相比，这4个新的lmw-i类亚基都有8个保守的半胱氨酸残基（cys）。其中Tzlmw-i2在C-末端富半胱氨酸特征区域有一个额外的cys残基,推断其可能参与形成额外的一个链间二硫键，并且在麦谷蛋白网络中充当“链分支者”角色。与其它lmw-i类亚基相比，Tclmw-i2有一个更长的N-末端重复结构域，推断lmw-gs更长的N-末端重复结构域可能有助于与HMW-gs形成链间氢键，且在面筋蛋白中稳定蛋白质—蛋白质相互作用和对其结构与面团性质的影响。最后还构建了这4个新的lmw-gs基因的原核表达载体，初步尝试在大肠杆菌中诱导表达lmw-gs融合蛋白，为进一步纯化重组lmw-gs蛋白，通过掺粉方式研究比较这些lmw-gs蛋白在面筋蛋白网络形成中的作用，以明确其在小麦加工品质改良中的作用奠定基础。

关键词：小麦麦谷蛋白 lmw-gs 基因克隆加工品质

国内外小麦种质资源麦谷蛋白亚基组成及其对品质的影响

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国内外小麦种质资源麦谷蛋白亚基组成及其对品质的影响

作者：陈平河南农业大学

学位级别：硕士

麦谷蛋白作为小麦中重要的胚乳贮藏蛋白,主要由高分子量谷蛋白亚基和低分子量谷蛋白亚基组成蛋白聚合体。优良亚基组成对小麦营养品质和加工品质具有重要作用。引进和利用国内外优良亚基资源,对改良中国小麦品质,丰富种质资源的多样性,... 详细信息

麦谷蛋白作为小麦中重要的胚乳贮藏蛋白,主要由高分子量谷蛋白亚基和低分子量谷蛋白亚基组成蛋白聚合体。优良亚基组成对小麦营养品质和加工品质具有重要作用。引进和利用国内外优良亚基资源,对改良中国小麦品质,丰富种质资源的多样性,具有重要意义。为了深入了解国内外小麦种质资源高低分子量麦谷蛋白亚基组成差异及其对品质的影响,采用SDS-PAGE电泳方法分析了国内外129份小麦种质资源Glu-1、GluA3和GluB3位点的谷蛋白亚基组成及变异,检测分析了籽粒蛋白质含量、出粉率、吸水率、面团形成时间、稳定时间、弱化度等6个品质参数,运用数理统计方法分析了Glu-1、GluA3和GluB3位点所编码的蛋白亚基对这6个加工品质性状的影响。主要结论如下:(1)HMW-gs变异具有丰富的多样性。在GluA1位点上以亚基1、N为主,GluB1位点上以7+8、7+9亚基为主,GluD1以5+10、2+12为主。中国品种与国外品种相比,Glu-A1位点上对品质贡献最少的N亚基出现的频率明显高于国外品种,Glu-D1位点上优质亚基5+10的频率明显低于国外品种。品质评分上,中国品种整体评分低于国外品种,尤其是评分为10分的品种所占得比例与国外品种相差幅度较大。在品质特性上,中国品种的面团形成时间和稳定时间均显著少于国外品种,而弱化度要高于国外品种。(2)lmw-gs变异具有丰富的多样性。Glu-A3位点上以亚基A3d、亚基A3a为主,Glu-B3位点上以1BL/1RS易位亚基B3j为主。中国品种与国外品种相比,对品质贡献最少的A3a亚基和B3j亚基的频率均高于国外材料。品质评分上,中国品种整体评分低于国外品种,并且评分高的品种比例低于国外品种,而评分低的品种比例要高于国外品种。(3)Glu-1位点单个亚基对品质特性的影响为:Glu-A1位点对面团形成时间、稳定时间的影响具有极显著差异,表现为正向效应的亚基:2*>1>N;对弱化度表现为负向效应:N>1>2*;Glu-B1位点对面团吸水率表现为正向效应:14+15>6+8、7+9、7+8、17+18>7、13+16,对面团稳定时间表现为正向效应:17+18>7+8、7+9>13+16>14+15>7、6+8;Glu-D1位点对面团稳定时间具有正向效应:5+10>2+12>4+12,对弱化度表现为负向效应。Glu-1位点亚基组合对面团稳定时间和弱化度的影响具有极显著性差异。亚基组合类型为(1,17+18,5+10)品种与组合类型为(N,7+9,2+12)的品种比较,二者之间对面团稳定时间的影响达到极显著差异,组合(1,17+18,5+10)的稳定时间显著高于组合(N,7+9,2+12)。亚基组合类型为(N,7+9,2+12)品种的弱化度显著高于除(1,14+15,2+12)外的其它亚基组合类型的品种。(4)Glu-3位点单个亚基对品质特性的影响为:GluA3位点对面团稳定时间的影响具有极显著性差异,表现为正向效应:GluA3c、GluA3f > GluA3b、GluA3d> GluA3a;Glu-B3位点对面团稳定时间表现为正向效应:GluB3b> GluB3f、GluB3g >GluB3h、GluB3j,对弱化度的影响表现为负向效应:GluB3b>GluB3f=GluB3g> GluB3j。Glu-3位点亚基组合对面团稳定时间的影响表现为极显著差异。亚基组合类型为GluA3f/GluB3b、GluA3c/GluB3g品种的面团稳定时间显著长于亚基组合类型为GluA3f/GluB3j、GluA3a/GluB3d、GluA3d/GluB3h、GluA3c/GluB3d、GluA3a/GluB3j、GluA3a/GluB3h的品种。亚基组合类型为GluA3f/GluB3j品种的弱化度显著高于亚基组合类型为GluA3a/GluB3f、GluA3fGlu/B3b、GluA3c/GluB3g的品种。(5)品质特性间进行相关性分析,籽粒蛋白含量同面粉吸水率存在显著正相关,面团形成时间和稳定时间存在极显著正相关,面团形成时间、稳定时间与弱化度间存在极显著负相关。

关键词：小麦 HMW-gs lmw-gs 品质育种

安徽软麦籽粒品质特性及其对终端制品加工品质的影响

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安徽软麦籽粒品质特性及其对终端制品加工品质的影响

作者：胡泽林安徽农业大学

学位级别：硕士

本试验选用安徽省小麦产业体系2018-2021年间筛选出的23个软麦品种（系）为主要试验材料,对其形态品质（腹沟深度、粒长、粒宽、粒高、硬度、千粒重、容重）、营养品质（清蛋白、球蛋白、醇溶性蛋白、谷蛋白、总蛋白、直链淀粉、支链淀... 详细信息

本试验选用安徽省小麦产业体系2018-2021年间筛选出的23个软麦品种（系）为主要试验材料,对其形态品质（腹沟深度、粒长、粒宽、粒高、硬度、千粒重、容重）、营养品质（清蛋白、球蛋白、醇溶性蛋白、谷蛋白、总蛋白、直链淀粉、支链淀粉）、加工品质（溶剂保持力、RVA参数、粉质参数等）等籽粒品质和麦谷蛋白亚基（HMW-gs、lmw-gs）进行检测,制作软式馒头、海绵蛋糕和曲奇饼干,并对三种制品进行质构检测和感官评价,以此明确软麦籽粒品质、麦谷蛋白亚基对终端制品加工品质的影响。结果如下:1、供试软质品种（系）的23个品质指标中仅有吸水率、峰值时间、糊化温度、出粉率、白度和亮度变异系数小于10%,其余指标的变异系数均相对较大,尤其是形态品质中的硬度、营养品质中中直支比、加工品质中的形成时间在品种间差异最大。利用OPLS-DA模型分析软麦与混合麦、硬麦间的籽粒品质特性差异,结果表明软麦与混合麦、软麦和硬麦均在峰值黏度、最终黏度、稀懈值、低谷黏度、反弹值和降落值6个性状上存在显著差异。2、不同软麦品种（系）间终端制品加工品质存在较大的差异。其中海绵蛋糕的胶着性、硬度、咀嚼性和粘性变异系数较大;曲奇饼干的硬度、粘性、胶着性、咀嚼性、厚度和直/厚比的品种间变异大于10%;软式馒头的硬度、粘性、弹性、胶着性和咀嚼性在品种间差异较大。3、小麦籽粒品质性状间及与终端制品加工品质的相关性分析表明,湿面筋含量显著影响馒头比容;四种溶剂保持力、籽粒硬度和吸水率都与蛋糕的比容呈负相关关系,其中碳酸钠溶剂保持力、水溶剂保持力、籽粒硬度和吸水率与比容呈极其显著水平;稀懈值、糊化温度、湿面筋指数和弱化度与饼干直/厚比呈正相关关系,并且弱化度呈显著正相关,剩余指标均呈负相关,其中籽粒硬度、吸水率、乳酸溶剂保持力和水溶剂保持力呈极其显著负相关。4、影响软麦终端产品品质的通径分析表明,对海绵蛋糕感官评价、硬度和比容正向影响最大为湿面筋指数、湿面筋指数和糊化温度;对曲奇饼干感官评价、直径和直/厚比正向影响最大的为湿面筋含量、糊化温度和弱化度;对软式馒头感官评价、硬度和比容正向影响最大为湿面筋指数、弱化度和湿面筋含量。5、在HMW-gs和lmw-gs与小麦终端制品加工品质的研究中发现,具有1/7+8/2+12亚基组合的小麦品种（系）在软式馒头质构方面具有最高的比容、较低的咀嚼性和硬度,很符合软式馒头应该具有松软的结构、棉软的口感以及大空隙的特点,因此此亚基品种（系）组合最适合软式馒头;LHW-gs组合为Glu-A3、Glu-B3h和Glu-D3a的小麦品质在软麦终端制品加工品质中表现最好,此亚基组合在三种制品的感官评价得分的表现均为最高或较高。

关键词： HMW-gs lmw-gs 海绵蛋糕曲奇饼干软式馒头

小麦谷蛋白近等基因系的创制及其高代品系品质和重要农艺性状初步分析

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小麦谷蛋白近等基因系的创制及其高代品系品质和重要农艺性状初步...

作者：郝喜英西北农林科技大学

学位级别：硕士

优质是我国小麦育种的主攻目标之一,谷蛋白亚基对小麦品质有重要影响,但因谷蛋白研究材料遗传背景差异等原因,使得谷蛋白亚基品质效应的研究结果不尽相同,直接影响了小麦的品质改良。为此,本研究在课题组前期研究工作的基础上,继续转育... 详细信息

优质是我国小麦育种的主攻目标之一,谷蛋白亚基对小麦品质有重要影响,但因谷蛋白研究材料遗传背景差异等原因,使得谷蛋白亚基品质效应的研究结果不尽相同,直接影响了小麦的品质改良。为此,本研究在课题组前期研究工作的基础上,继续转育小麦谷蛋白亚基的近等基因系,并对高代转育系的高分子量谷蛋白亚基(HMW-gs)与籽粒蛋白品质性状及重要农艺性状进行比较分析,以期为小麦品质研究和优质品种选育提供参考依据。研究获得的主要结果如下:1.获得HMW-gs近等基因系的转育材料:在前期回交转育的基础上,本研究通过实验室SDS-PAGE和STS分子标记法对HMW-gs转育材料进行目标亚基或基因跟踪检测,再进行田间回交和自交转育HMW-gs近等基因系。已在新冬22、新冬33、垦冬00(2)和小偃22四个遗传背景下共回交转育获得了813个含不同HMW-gs的品系,分别导入15种HMW-gs类型。在新冬22遗传背景下,转育获得BC、BC、BC和BC的品系分别为200、8、10和15份,;已获得BC亚基类型有13种,分别为N、1、2*、6+8、7+8、7+9、14+15、17+18、20、2+12、3+12、4+12和5+10;已获得BC的亚基类型有7+8,已获得BC的亚基类型有13+16。在新冬33遗传背景下,分别转育获得BC、BC和BC的品系有123、6和2份;已获得BC亚基类型有14种,分别为N、1、2*、6+8、7+8、7+9、13+16、14+15、17+18、20、2+12、3+12、4+12和5+10,已获得BC的亚基类型有7+8。在垦冬00(2)遗传背景下,转育获得BC、BC、BC和BC的品系分别有100、3、1和3份;已获得BC亚基类型有13种,分别为N、1、6+8、7+8、7+9、13+16、14+15、17+18、20、2+12、3+12、4+12和5+10,已获得BC的亚基类型为2*,已获得BC的亚基类型有7+8。在小偃22遗传背景下,分别转育获得BCF、BCF、BCF、BCF和BC的品系有283、2、43、11和3份;已获得BCF的HMW-gs类型有15种,分别为N、1、2*、6+8、7+8、7+8、7+9、13+16、14+15、17+18、20、2+12、3+12、4+12和5+10;其中纯合品系有165份,包含19种不同的亚基组合类型。2.获得lmw-gs近等基因系的转育材料:在前期回交转育的基础上,本研究通过实验室STS分子标记法对低分子量谷蛋白亚基(lmw-gs)转育后代进行目标基因或亚基跟踪检测,再进行田间自交转育lmw-gs近等基因系,已在小偃22、周麦22和周麦23三种遗传背景下获得lmw-gs转育系共292份,分别导入16种lmw-gs类型。在小偃22遗传背景下,转育获得BCF、BCF、BCF和BCF的品系有77、17、3和2份,已获得BCF品系的单株中,含有的亚基有Glu-A3a、Glu-A3b、Glu-A3c、Glu-A3d、Glu-A3e、Glu-A3g、Glu-B3a、Glu-B3b、Glu-B3d、Glu-B3e、Glu-B3f、Glu-B3h、Glu-B3i和Glu-B3j,已获得BCF品系的单株中,含有的亚基有Glu-A3f和Glu-B3g;已获得的纯合品系中有10种亚基组合类型,分别为Glu-A3c/Glu-B3e(2个品系)、Glu-A3d/Glu-B3j(1个品系)、Glu-A3c/Glu-B3h(2个品系)、Glu-A3c/Glu-B3d(2个品系)、Glu-A3c/Glu-B3b(3个品系)、Glu-A3e/Glu-B3j(2个品系)、Glu-A3g/Glu-B3j(1个品系)、Glu-A3b/Glu-B3j(2个品系)、Glu-A3a/Glu-B3j(1个品系)和Glu-A3c/Glu-B3a(1个品系)。在周麦22遗传背景下,转育获得BCF和BCF的品系分别有91和8份,已获得BCF品系的单株中,含有的亚基有Glu-A3a、Glu-A3b、Glu-A3c、Glu-A3d、Glu-A3e、Glu-A3f、Glu-A3g、Glu-B3a、Glu-B3b、Glu-B3d、Glu-B3e、Glu-B3f、Glu-B3h、Glu-B3i和Glu-B3j,已获得BCF品系的单株中,含有的亚基有Glu-B3g;已获得的纯合品系中有10种亚基组合类型,分别为Glu-A3a/Glu-B3j(2个品系)、Glu-A3d/Glu-B3j(3个品系)、Glu-A3c/Glu-B3j(2个品系)、Glu-A3f/Glu-B3j(3个品系)、Glu-A3d/Glu-B3d(2个品系)、Glu-A3d/Glu-B3h(1个品系)、Glu-A3c/Glu-B3b(1个品系)、Glu-A3e/Glu-B3j(2个品系)、Gl

关键词：小麦近等基因系 HMW-gs lmw-gs 农艺性状产量籽粒品质

小麦低分子量麦谷蛋白亚基分离及密码子使用特征分析

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小麦低分子量麦谷蛋白亚基分离及密码子使用特征分析

作者：任燕萍新疆师范大学

学位级别：硕士

根据不同分子量蛋白质在十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)迁移率不同,小麦(Triticum aestivum L.)麦谷蛋白亚基分为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)。小麦HMW-gs和lmw-gs互作形成空间网格状结... 详细信息

根据不同分子量蛋白质在十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)迁移率不同,小麦(Triticum aestivum L.)麦谷蛋白亚基分为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)。小麦HMW-gs和lmw-gs互作形成空间网格状结构决定小麦面包烘烤品质。然而小麦lmw-gs研究相对滞后。因此,获得我国独立的自主知识产权的lmw-gs功能基因,并用于改良我国小麦面包烘烤品质已迫在眉睫。该论文首先以国内优质强筋小麦中优9507为实验材料,通过优化SDS-PAGE技术蛋白质分离条件,分离小麦lmw-gs区段的特异条带,质谱鉴定获得肽段;进一步分析小麦麦谷蛋白亚基基因密码子使用特性,采用RT-PCR和RACE技术克隆目的基因核酸片段,建立小麦lmw-gs基因克隆技术体系。在此基础之上,以新疆本地主栽强筋小麦新春8为实验材料,锁定小麦面包烘烤品质主效lmw-gs,质谱鉴定获得肽段,为后续该小麦面包烘烤品质主效lmw-gs基因克隆、小麦HMW-gs和lmw-gs互作研究提供科学的数据参考。该论文主要研究结果如下:含0.3mol/LNaI和1.4%4-VP的lmw-gs提取液能有效提取小麦lmw-gs成分。在此基础上,当分离胶浓度为T=14%/C=3%、分离时间为40h、电极缓冲液为Tris-硼酸或Tris-甘氨酸时,能更加有效、准确、且重复性高地分离数目庞大的小麦lmw-gs。该技术体系为小麦lmw-gs深入研究的第一个限速步骤提供了良好的解决方案。从国内优质强筋小麦中优9507中锁定1个小麦面包烘烤品质可能相关的lmw-gs,命名为ZY9507-L1,其表观分子量为34kD。质谱鉴定获得5个肽段,分别命名为ZL1-1、ZL1-2、ZL1-3、ZL1-4、ZL1-5。其中,ZL1-1(肽段序列:GIIQPQQPAQLEVIR)与NCBI数据库中小麦已知lmw-gs氨基酸序列(GenBank登录号:ACJ76961.1)的覆盖率(Query coverage)为66%,ZL1-2(肽段序列:SVVHSIIMQQEQR)与小麦已知lmw-gs氨基酸序列(GenBank登录号:ABB04903.1)的Query coverage为92%。其余3个质谱鉴定获得的小肽段均与NCBI数据库中小麦已知lmw-gs氨基酸序列不存在相似性。为了解小麦麦谷蛋白亚基基因密码子使用特性,该文运用CodonW1.4.2和SPSS16.0软件对13个来源于小麦麦谷蛋白亚基基因的密码子用法特性进行了分析。结果显示,除1Dy10基因有效密码子数(ENC值)小于40外,其余亚基基因ENC值均介于40-50之间;密码子第三位GC含量(GC3)均在0.38-0.45之间;1Bx14基因偏向于使用A或T结尾的密码子,其余12个亚基基因偏向于使用G或C结尾的密码子;1Dy10与其余12个亚基基因间距离系数较大,然而各组染色体麦谷蛋白x-型或y-型亚基基因间距离系数较小。结果表明,小麦麦谷蛋白亚基基因具有较强的密码子使用偏爱性,各基因密码子用法上具有相似性,每一种氨基酸均存在1-2个偏爱密码子。在密码子用法差异上表现为,除1By9和1Dy10之外,无论是A染色体组、B染色体组,还是D染色体组,各组染色体上麦谷蛋白x-型或y-型亚基基因间密码子使用频率差异最小。这一分析结果对小麦HMW-gs功能基因资源的高效利用和lmw-gs新基因的克隆具有一定的指导意义。根据小麦面包烘烤品质相关lmw-gs ZY9507-L1质谱鉴定结果和小麦麦谷蛋白亚基基因密码子使用特性,该文以国内优质强筋小麦中优9507为实验材料,利用ZL1-1肽段设计3’端上游引物,采用RT-PCR和RACE技术获得目的基因ZL1-13’端序列。结果显示,分离获得2个不同的lmw-gs基因序列,分别命名为ZL1-1P和ZL1-1I,其中,ZL1-1P基因长度为620bp,可编码包含186个氨基酸残基的成熟蛋白质。该基因与NCBI数据库中许多小麦已知lmw-gs基因均具有同源性,其与小麦已知lmw-gs基因(登录号:FJ441109.1)的覆盖率为19%(见图5-11);ZL1-1I基因长度为693bp,可编码包含209个氨基酸残基的成熟蛋白质。该基因与NCBI数据库中许多小麦已知lmw-gs基因均具有同源性,该基因序列与已知lmw-gs基因(登录号:FJ441109.1)的覆盖率为17%。初步证实上述2个基因可能均属于小麦lmw-gs基因的一部分,而且也证实了该小麦lmw-gs基因克隆技术体系是完全可行的。在上述已建立的基因克隆技术体系基础之上,根据面包烘烤品质的决定机制特征,从新疆本地主栽强筋小麦新春8中锁定1个小麦面包烘烤品

关键词：小麦 lmw-gs 质谱鉴定密码子特性分析基因分离

国内多个主栽冬小麦品种背景下麦谷蛋白亚基近等基因系的转育与鉴定

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国内多个主栽冬小麦品种背景下麦谷蛋白亚基近等基因系的转育与鉴...

作者：李伶玉西北农林科技大学

学位级别：硕士

小麦是我国最重要的粮食作物之一,近年来国内市场对小麦的需求逐渐由高产转向优质,但是目前国内小麦的品质与市场的要求还存在一定差距。麦谷蛋白对小麦品质有重要作用,利用麦谷蛋白亚基近等基因系作为研究材料,可排除其他因素的影响,... 详细信息

小麦是我国最重要的粮食作物之一,近年来国内市场对小麦的需求逐渐由高产转向优质,但是目前国内小麦的品质与市场的要求还存在一定差距。麦谷蛋白对小麦品质有重要作用,利用麦谷蛋白亚基近等基因系作为研究材料,可排除其他因素的影响,获得较为准确的麦谷蛋白亚基的品质评价结果,为优质小麦育种提供精准指导。冬小麦在我国种植区域广、面积大,总产量最多,是我国最重要的小麦类型。以国内目前主产区主栽冬小麦品种为遗传背景构建的麦谷蛋白亚基近等基因系用于麦谷蛋白亚基的品质效应研究,更能有效指导目前我国小麦的育种和生产。在前期小偃22遗传背景下高分子谷蛋白亚基(HMW-gs)回交高代的研究基础上,本研究通过SDS-PAGE方法、分子标记、A-PAGE方法和田间农艺性状调查,对HMW-gs回交高代群体进行鉴定评价,获得黄淮麦区主栽冬小麦品种小偃22遗传背景下HMW-gs近等基因系;在黄淮麦区主栽冬小麦品种小偃22、周麦22、周麦23遗传背景下低分子谷蛋白亚基(lmw-gs)回交高代群体中,通过STS分子标记和SDS-PAGE等方法鉴定lmw-gs后进行田间农艺性状调查比较,分别获得Glu-A3、Glu-B3位点的多对lmw-gs近等基因系;对3个新疆麦区冬小麦品种(新冬22、新冬33、垦冬002)遗传背景下的HMW-gs回交5代材料,继续转育获得BC6F1后代。获得如下主要研究结果:1、本研究以小偃22为轮回亲本获得的283份BC6F2代HMW-gs株系为研究材料,采用SDS-PAGE、A-PAGE电泳方法对株系籽粒的HMW-gs组成和其他贮藏蛋白进行鉴定,田间进行株高、穗长、总小穗数、穗粒数等主要农艺性状比较,最终获得了220份小偃22遗传背景下的除目标HMW-gs组成不同外,其他贮藏蛋白和农艺性状相同的HMW-gs近等基因系。所获得的近等基因系在Glu-A1位点含有N、1、2*亚基类型,在Glu-B1位点含有6+8、7+8、7+9、13+16、17+18、20亚基类型,在Glu-D1位点含有2+12、3+12、4+12、5+10亚基类型,3个位点共形成21种HMW-gs组合类型,共形成了35对HMW-gs近等基因系。2、本研究以小偃22、周麦22、周麦23为轮回亲本获得的401份BC6F3代lmw-gs株系为研究材料,利用STS分子标记对Glu-A3和Glu-B3位点的lmw-gs组成进行检测,对含有目标lmw-gs的纯系材料进行贮藏蛋白遗传背景一致性鉴定与田间农艺性状调查比较分析,最终获得278份除目标lmw-gs组成不同外,其他贮藏蛋白和农艺性状相同的lmw-gs近等基因系。以小偃22、周麦22、周麦23为轮回亲本获得的近等基因系的数量分别为93、100、85份,Glu-A3、Glu-B3位点共导入15种亚基,Glu-A3位点含有Glu-A3a、Glu-A3b、Glu-A3c、Glu-A3d、Glu-A3e、Glu-A3f、Glu-A3g亚基类型,Glu-B3位点含有Glu-B3a、Glu-B3b、Glu-B3d、Glu-B3e、Glu-B3h、Glu-B3i、Glu-B3j、Glu-B3g亚基类型。以小偃22、周麦22、周麦23为轮回亲本分别构建了13、14、16种亚基组成类型的lmw-gs近等基因系,3种遗传背景下分别形成了29、34、38对lmw-gs近等基因系。3、本研究以新冬22、新冬33、垦冬002为轮回亲本获得的423份BC5代的HMW-gs株系为研究材料,进行室内SDS-PAGE半籽粒检测与STS分子标记检测后,田间进行回交转育与自交繁殖,依次获得BC6及BC6F1代群体。所获得以新冬22、新冬33、垦冬002为轮回亲本的BC6F1代群体数量分别为220、123、103份,共计446份。3种遗传背景下的HMW-gs材料含有15种亚基类型,Glu-A1位点含有的亚基类型为N、1、2*;Glu-B1位点含有的亚基类型为7+8、7OE+8、7+9、6+8、13+16、14+15、17+18、20;Glu-D1位点含有的亚基类型为2+12、3+12、4+12、5+10。通过进一步筛选鉴定以期获得以新冬22、新冬33、垦冬002为轮回亲本的HMW-gs近等基因系。

关键词：小麦 HMW-gs lmw-gs 麦谷蛋白近等基因

小麦谷蛋白差异蛋白质组学及其对品质影响的初步研究

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小麦谷蛋白差异蛋白质组学及其对品质影响的初步研究

作者：黄禹四川农业大学

学位级别：硕士

随着生活水平的提高，人们对小麦的加工品质提出了更高的要求。小麦面筋蛋白对小麦的加工特性有着非常重要的影响，其主要组成成分是小麦籽粒中的储存蛋白，因此全面了解小麦籽粒储存蛋白对小麦品质的影响必然有助于小麦品质改良的研究... 详细信息

随着生活水平的提高，人们对小麦的加工品质提出了更高的要求。小麦面筋蛋白对小麦的加工特性有着非常重要的影响，其主要组成成分是小麦籽粒中的储存蛋白，因此全面了解小麦籽粒储存蛋白对小麦品质的影响必然有助于小麦品质改良的研究。本研究选用7个普通小麦品种作为供试材料，研究了其籽粒蛋白组分的积累规律，测定了其粗蛋白含量、微量SDS沉淀值、湿面筋含量、干面筋含量、面筋指数、降落值等常用理化指标及面粉粉质特性，并且对籽粒储存蛋白组分与常用理化指标作了相关性分析。对这7个材料的谷蛋白大聚合体(GMP)含量、总蛋白聚合体含量(TPP)、谷蛋白大聚合体与总蛋白聚合体的比值(GMP／TPP)、谷蛋白大聚合体与粗蛋白的比值(GMP／CP)这4个理化指标与粉质仪参数之间的相关性进行了研究，确定了谷蛋白在小麦品质中的决定作用。选用品质差异显著的4个材料，按照HMW-gs组成分为两组，作为供试材料2，用单、双向电泳对其谷蛋白亚基组分进行分离，结合其品质性状对谷蛋白亚基的差异进行分析。主要结果如下： 1不同品种小麦籽粒中清蛋白和球蛋白的含量不因为亚基组合不同而有大的差异，总体水平大致相同;和品质相关的醇溶蛋白和谷蛋白含量则因为不同的亚基组合出现较大差异，含有7+8、5+10亚基组合的品种，灌浆后期醇溶蛋白含量减少而谷蛋白含量增加;同样，从GMP含量动态曲线可知，含有7+8、5+10亚基组合对GMP的积累具有有利影响。 2小麦籽粒蛋白组分中，只有麦谷蛋白含量与微量SDS沉淀值、面筋含量以及面筋指数均呈显著正相关。清蛋白和球蛋白与各品质指标之间没有明显的相关性。谷蛋白／(球蛋白+清蛋白+醇溶蛋白)的比值与沉淀值的关系较为密切。 3利用SDS-PAGE对供试材料1的高分子量麦谷蛋白亚基进行初步分离鉴定，结果发现在Glu-1A位点有2种变异(1和Null)，在Glu-1B位点有2种变异(7+8和14+15)，在Glu-1D位点上有3种变异(5+10、2+12和2+10)。利用A-PAGE和A-PAGE×SDS-PAGE两种不同方法，对供试材料2中两组材料进行分析，结果发现品质好的品种H—6和J210都具有与面包加工品质有重要作用的低分子量麦谷蛋白亚基lmw-2型。 4利用IEF×SDS-PAGE双向电泳技术对供试材料2中两组材料的谷蛋白进行差异蛋白组学分析，通过双向电泳图像处理软件PDQuest8.0 Advanced分析电泳图谱，结果发现品质好的品种H—6和J210所具有的蛋白点数量和表达量都高于品质较差绵阳11和川农19。对品质好的两个品种的双向电泳图谱分析，发现在lmw-2型蛋白点位置及其下方的位置，具有相同的蛋白点较多，而且H—6在这些位置上的蛋白点表达量高于J210。由此说明lmw-2型谷蛋白亚基及其他未知的低分子量谷蛋白对品质有重要影响，其机理有待进一步研究。

关键词：小麦籽粒蛋白组分积累规律 HMW-gs lmw-gs SDS-PAGE A-PAGE 双向电泳差异蛋白质组学