黃淮地區(qū)小麥品系（種）HMW-GS組成和品質(zhì)分析

王 倩，謝三剛，許 琦，任文斌

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)棉花研究所，山西運(yùn)城044000）

小麥?zhǔn)俏覈饕Z食作物之一，隨著生產(chǎn)技術(shù)和生活質(zhì)量的提高，高質(zhì)量的小麥面粉是當(dāng)前以及未來小麥育種的重要目標(biāo)。高分子量麥谷蛋白占小麥貯藏蛋白的10%，它由位于第一同源群1A、1B和1D染色體長(zhǎng)臂的Glu-A1、Glu-B1和Glu-D1位點(diǎn)（統(tǒng)稱為Glu-1位點(diǎn)）上的復(fù)等位基因所控制，存在多個(gè)等位變異[1]。已有研究結(jié)果表明，HMW-GS與小麥品質(zhì)密切相關(guān)[2]。通過對(duì)HMW-GS的改良，可以改善小麥的加工品質(zhì)[3-4]。

本研究通過對(duì)黃淮地區(qū)小麥品系（種）HMW-GS組成的測(cè)定，旨在初步了解黃淮麥區(qū)小麥品系（種）的品質(zhì)，為優(yōu)質(zhì)小麥品種選育提供依據(jù)，并進(jìn)一步揭示HMW-GS對(duì)小麥品質(zhì)特性的影響。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料是從參加近3 a黃淮地區(qū)小麥區(qū)試品種中選取的21個(gè)品系（種），對(duì)照品種為中國春（Null、7＋8、2＋12）。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 HMW-GS的組成分析 對(duì)試驗(yàn)材料進(jìn)行HMW-GS提取，并采用SDS-PAGE方法對(duì)HMWGS的組成進(jìn)行分析[5-7]。HMW-GS的命名參照PAYNE等[2]的方法。

1.2.2 品質(zhì)分析 小麥品質(zhì)指標(biāo)蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量和沉淀值采用DA7200型二極管陣列近紅外光譜儀（瑞典Perten）進(jìn)行分析。

1.3 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用SPSS軟件進(jìn)行分析處理。

2 結(jié)果與分析

2.1HMW-GS組成分析

由表1和圖1可知，21份小麥材料中共檢測(cè)到11種HMW-GS組成類型。其中，1/2＋12/7＋9、Null/2＋12/7＋9、1/5＋10/7＋9、Null/5＋10/7＋9 出現(xiàn)的頻率較高，均為14.29%。在參加試驗(yàn)的材料中，同時(shí)出現(xiàn)3個(gè)優(yōu)質(zhì)亞基的材料（1/5＋10/7＋9、1/5＋10/14＋15、1/5＋10/17＋18）僅有 5 份，所占頻率為23.81%；同時(shí)出現(xiàn)2個(gè)優(yōu)質(zhì)亞基的材料（1/14＋15、1/7＋9、1/5＋10、5＋10/7＋9）有 9 份，所占頻率為42.86%。

表1 HMW-GS亞基組成類型

2.2HMW-GS等位變異

控制HMW-GS的Glu-1位點(diǎn)有3個(gè)等位基因，分別是Glu-A1、Glu-B1、Glu-D1。21份材料中，不同等位基因間亞基變異及出現(xiàn)的頻率列于表2。

表2 HMW-GS等位變異及頻率

由表2可知，Glu-A1位點(diǎn)有2種變異：1和Null。其中，優(yōu)質(zhì)亞基1出現(xiàn)的頻率較高；Glu-B1位點(diǎn)有 4 種變異，分別是 17＋18、14＋15、7＋8、7＋9，所占頻率分別為4.76%、14.29%、23.81%、57.14%，以優(yōu)質(zhì)亞基7＋9為主；Glu-D1位點(diǎn)也出現(xiàn)2種變異：2＋12和5＋10，所占頻率分別為42.86%和57.14%。

2.3 品質(zhì)分析

從表3可以看出，小麥籽粒蛋白質(zhì)含量的變異幅度為12.05%～16.62%，平均蛋白質(zhì)含量為14.29%；濕面筋平均值為33.92%，變異幅度為27.84%～38.86%；沉淀值的變異系數(shù)為1.02，變異幅度較大。

表3 供試材料的品質(zhì)性狀

3 結(jié)論與討論

研究表明，HMW-GS特定的亞基能夠明顯改善小麥品質(zhì)[8-12]。在Glu-A1位點(diǎn)，亞基1和1*對(duì)小麥品質(zhì)的影響大于亞基Null，亞基2*和亞基1之間的效應(yīng)高低尚存在分歧。在Glu-B1位點(diǎn)，因其等位變異位點(diǎn)較多，故該位點(diǎn)內(nèi)各亞基對(duì)品質(zhì)的效應(yīng)大小較為復(fù)雜。多數(shù)研究表明，各亞基對(duì)品質(zhì)的效應(yīng)大小基本表現(xiàn)為 17＋18＞7＋8＞7＋9＞6＋8[13-16]。在Glu-D1位點(diǎn)，亞基5＋10對(duì)小麥品質(zhì)的影響優(yōu)于其他亞基[17-19]。本試驗(yàn)選取的近3 a參加黃淮麥區(qū)區(qū)試的21份小麥品系中，在Glu-A1位點(diǎn)，檢測(cè)出含有優(yōu)質(zhì)亞基1和劣質(zhì)亞基Null的品系份數(shù)基本相同，表明在該位點(diǎn)，小麥品質(zhì)并未得到改善；在Glu-B1位點(diǎn)，檢測(cè)出的亞基多數(shù)為優(yōu)質(zhì)亞基，表明該位點(diǎn)的優(yōu)質(zhì)性得到了明顯改善；在Glu-D1位點(diǎn)，含有優(yōu)質(zhì)亞基的材料數(shù)高于含有劣質(zhì)亞基的材料數(shù)，表明該位點(diǎn)的優(yōu)質(zhì)性得到了一定的改善。品質(zhì)分析結(jié)果表明，蛋白質(zhì)、濕面筋含量以及沉淀值變異幅度較大，這可能是因?yàn)檫x取的小麥材料品質(zhì)參差不齊。

本研究中，在Glu-B1位點(diǎn)檢測(cè)出含有優(yōu)質(zhì)亞基的材料占86%，但有研究表明，各位點(diǎn)對(duì)小麥品質(zhì)的貢獻(xiàn)不是單獨(dú)發(fā)揮作用，而是位點(diǎn)之間產(chǎn)生加性效應(yīng)或者互作效應(yīng)，從而對(duì)小麥品質(zhì)產(chǎn)生影響[20-22]。這可能是導(dǎo)致小麥品質(zhì)參差不齊的原因。另有研究表明，LMW-GS以及淳溶蛋白的存在也會(huì)對(duì)小麥的品質(zhì)產(chǎn)生影響[21-23]。