伊犁河谷不同時(shí)期小麥高分子量谷蛋白亞基組成分析

張喜琴++李衛(wèi)華++簡大為++蘇甫熱木+張燕++祁軍

摘要 為了了解伊犁河谷小麥的品質(zhì)狀況，采用SDS-PAGE電泳技術(shù)對伊犁河谷50多年來不同歷史時(shí)期主要推廣的小麥品種（系）高分子量谷蛋白亞基（HMW-GS）組成、變異及出現(xiàn)頻率進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：在這些品種中Glu-A1、Glu-B1、Glu-D1位點(diǎn)上的等位變異分別為4、6、7種，各自位點(diǎn)的優(yōu)勢亞基分別是null、7+8、2+12，其頻率分別是49.1%、43.9%、64.9%。在Glu-1位點(diǎn)共檢測出28種亞基組合，其中組合（null，7+8，2+12）的頻率最高，為19.2%，其次是組合（1，7+8，2+12）和（1，7+9，2+12），其頻率分別為12.3%、10.5%，其他亞基組合的頻率均低于10%。另外，在Glu-A1位點(diǎn)上還檢測到了1個(gè)新的亞基1*，Glu-D1位點(diǎn)上檢測到了單亞基5、12。從供試材料中篩選出在2個(gè)基因位點(diǎn)上有優(yōu)質(zhì)亞基的小麥品種15份，在3個(gè)基因位點(diǎn)上均有優(yōu)質(zhì)亞基的小麥品種7份，可供優(yōu)質(zhì)小麥育種利用。

關(guān)鍵詞 小麥；高分子量谷蛋白亞基；伊犁河谷

中圖分類號 TS213 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）20-0257-03

小麥高分子量谷蛋白亞基（HMW-GS）的組成與小麥面粉的理化谷蛋白僅占胚乳儲藏蛋白的10%，但其數(shù)目和組成與小麥的烘烤品質(zhì)關(guān)系密切[1-2]。

伊犁河谷是新疆小麥主要種植區(qū)之一，小麥栽培歷史悠久，種質(zhì)資源豐富，蘊(yùn)含了大量的優(yōu)良基因，有待開發(fā)利用。本研究旨在通過對伊犁河谷50多年來小麥品種3次更新推廣的本地育成與引進(jìn)的57個(gè)主栽小麥品種（系）高分子量谷蛋白亞基組成進(jìn)行分析，了解伊犁河谷小麥高分子量谷蛋白亞基構(gòu)成及優(yōu)質(zhì)亞基存在形式和分布規(guī)律，從而為這些材料的進(jìn)一步利用和伊犁小麥乃至新疆小麥品質(zhì)的改良提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料為伊犁河谷50多年來不同歷史時(shí)期主要育成（引進(jìn)）推廣的57個(gè)小麥品種（系）。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 HMW-GS的提取。每份樣品取1粒小麥種子研磨后放入15 mL離心管加入0.5 mL 50%異丙醇，60 ℃水浴30 min，其間攪動2次，10 000 r/min離心3 min，棄上清液；重復(fù)步驟2次；在殘留物中加75 μL提取液B1混勻，60 ℃水浴30 min；加入75 μL提取液B2混勻，60 ℃水浴烷化處理1 h，10 000 r/min離心10 min；取100 μL上清液轉(zhuǎn)移到新的離心管中，加入0.4 mL丙酮搖勻，靜置1.5～2.0 h，10 000 r/min離心10 min，棄上清液，在沉淀中加70 μL，樣品提取液2 h以上。

1.2.2 HMW-GS的電泳。SDS-PAGE凝膠電泳采用不連續(xù)分離系統(tǒng)。制膠：采用10%分離膠（pH值8.8）和3.7%濃縮膠（pH值6.8）。電泳：上、下泳槽內(nèi)分別倒入適量的電極緩沖液，用穩(wěn)流進(jìn)行電泳。指示劑進(jìn)入分離膠后用15 mA電流進(jìn)行電泳，指示劑出帶后繼續(xù)電泳1 h。染色和脫色：考馬斯亮藍(lán)染色2 d，蒸餾水脫色直至背景淺淡，帶型清晰照相。谷蛋白亞基編碼和命名根據(jù)Payne and Lawrence的方法命名亞基。

2 結(jié)果與分析

2.1 亞基分布與分析

以中國春小麥（N，7+8，2+12）為對照材料，對57份小麥的高分子量谷蛋白亞基進(jìn)行鑒定分析，結(jié)果分別見表1、2，部分材料的高分子谷蛋白亞基電泳圖譜見圖1。

由表1和表2可以看出，伊犁河谷近50年來小麥品種3次更新推廣的本地育成與引進(jìn)的主栽品種具有較豐富的HMW-GS類型和亞基組合類型。在57份材料中共有16種亞基類型，Glu-A1位點(diǎn)4種（null、1*、2*、1），分別占49.1%、33.3%、17.5%、1.75%；Glu-B1位點(diǎn)6種（7+8、7+9、17+18、13+19、13+16、14+15），分別占43.9%、35.1%、8.8%、7%、3.5%、1.7%；Glu-D1位點(diǎn)7種（2+12、5+10、5+12、2+10、2.2+12、5、2），分別占64.9%、13.8%、14%、7%、1.75%、1.75%、1.75%，同時(shí)存在2和5這2種單亞基；各自位點(diǎn)的優(yōu)勢亞基分別是null（49.1%）、7+8（43.9%）、2+12（64.9%），優(yōu)質(zhì)亞基5+10的頻率是13.6%。

由表2可看出，伊犁河谷1960—1980年引進(jìn)推廣的小麥品種在Glu-A1位點(diǎn)除了無芒冬麥存在1*和2*這2種亞基，其他均為null亞基；Glu-B1位點(diǎn)基本以7+8、7+9亞基為主，稀有亞基13+16出現(xiàn)頻率較高，占到同期品種頻率的21.4%，還有13+19亞基存在；Glu-D1位點(diǎn)以2+12亞基為主，只有波蘭麥存在優(yōu)質(zhì)亞基5+10。1980—2000年以本地育成伊農(nóng)系列品種為主栽品種，這些品種經(jīng)過多代選育，多數(shù)在2個(gè)基因位點(diǎn)上有優(yōu)質(zhì)亞基，Glu-A1位點(diǎn)以1亞基為主，Glu-B1位點(diǎn)以7+8亞基為主。2000年以后，育種及引進(jìn)推廣的品種（系）在各個(gè)位點(diǎn)上的亞基組合類型也更為豐富，優(yōu)質(zhì)亞基出現(xiàn)頻率較高。

2.2 不同亞基組合在供試材料中的分布

由表3可知，57份材料中，Glu-1位點(diǎn)共檢測出28種亞基組合類型，類型較多[3-4]。國內(nèi)外多數(shù)研究表明，Glu-A1位點(diǎn)1和2*亞基，Glu-B1位點(diǎn)7+8、17+18、13+16、14+15亞基，Glu-D1位點(diǎn)6種5+10、5+12亞基為優(yōu)質(zhì)亞基[5]。據(jù)此，從供試材料中篩選出在2個(gè)基因位點(diǎn)上有優(yōu)質(zhì)亞基的小麥品種15份，在3個(gè)基因位點(diǎn)上均有優(yōu)質(zhì)亞基的小麥品種7份。

3 結(jié)論與討論

在57份材料中發(fā)現(xiàn)了較多的普通小麥罕見的Glu-1編碼，如Glu-A1編碼中的HMW-GS亞基1*、2*，Glu-B1編碼中的亞基17+18、13+16、14+15、2.2+12、13+19，Glu-D1編碼中的單亞基5、12。

在Glu-1位點(diǎn)共發(fā)現(xiàn)16種HMW-GS和28種不同亞基組合形式，HMW-GS變異較豐富，亞基組合類型多。其中，在Glu-A1位點(diǎn)優(yōu)質(zhì)亞基（1*、1、2*）的頻率為51.7%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國內(nèi)育成品種（30.6%～42.6%）和新疆小麥品種（30.7%）中的頻率，在Glu-B1位點(diǎn)優(yōu)質(zhì)亞基（7+8、17+18、13+16、14+15）的頻率為61.4%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國內(nèi)育成品種（42.00%～56.36%）和新疆小麥品種（39.77%）中的頻率，在Glu-D1位點(diǎn)優(yōu)質(zhì)亞基（5+10、5+12）的頻率為26.9%，高于國內(nèi)育成品種（15.7%～18.6%），低于新疆小麥品種（36.36%）中的頻率[6-7]。

總之，近30多年來，自育和引進(jìn)品種（系）中優(yōu)質(zhì)亞基1、2*和7+8的頻率大幅增長，但5+10和5+12亞基頻率還有待提高[8-10]。

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