薛曉強(qiáng)

（山西運(yùn)城農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西運(yùn)城044000）

國外小麥品種資源HMW-GS組成分析

薛曉強(qiáng)

（山西運(yùn)城農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西運(yùn)城044000）

以11份國外小麥品種資源為材料，利用聚丙烯酰胺凝膠電泳（SDS-PAGE）技術(shù)，對小麥材料高分子量谷蛋白亞基（HMW-GS）的組成、Glu-1位點(diǎn)變異類型及亞基出現(xiàn)的頻率進(jìn)行檢測分析。結(jié)果表明，小麥品種的Glu-A1位點(diǎn)編碼的HMW-GS有2種類型，即2*和Null；Glu-B1位點(diǎn)編碼的HMW-GS有4種類型，即7+9，6+ 8，7+18和6.8+20y；Glu-D1位點(diǎn)編碼的HMW-GS有6種類型，即4+12，2+6.5，2+10，2+9，6.5和6+13。其中，Glu-A1位點(diǎn)上的2*亞基、Glu-B1位點(diǎn)上的6+8亞基、Glu-D1位點(diǎn)上的4+12亞基出現(xiàn)頻率最高。

小麥；HMW-GS；等位變異；Glu-1

小麥籽粒中的麥谷蛋白和醇溶蛋白是形成面筋的主要成分，也是影響小麥加工品質(zhì)的的主要因素[1-2]。小麥面粉的品質(zhì)取決于胚乳中貯藏蛋白的組成和含量，按照其在離解劑中分子量大小及在不同溶劑中的相對溶解度可分為醇溶蛋白和谷蛋白[3-4]。其中，醇溶蛋白多態(tài)性高，主要決定面團(tuán)的延展性和黏著性；高分子量麥谷蛋白（HMW-GS）和低分子量麥谷蛋白（LMW-GS）共同組成麥谷蛋白[5-7]，高分子量麥谷蛋白（HMW-GS）由Glu-1位點(diǎn)編碼，主要決定著加工面團(tuán)的彈性[8]。因此，研究小麥HMW-GS的組成對改良小麥品種有重要意義。

國外小麥種質(zhì)資源在小麥育種中發(fā)揮著重要的作用[9-10]。本研究以國外的11份小麥品種為材料，這些材料具有生物產(chǎn)量高、營養(yǎng)品質(zhì)好、抗逆性強(qiáng)、適應(yīng)性廣等特性，研究其蛋白亞基組成對于小麥品種的利用改良是非常重要的。

本試驗(yàn)采用SDS-PAGE方法對11份國外小麥品種資源的高分子量谷蛋白亞基組成進(jìn)行分析，旨在為小麥品質(zhì)性狀育種篩選優(yōu)質(zhì)品種資源。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料共有11份，其中，澳大利亞的品種8份，捷克的品種3份。供試小麥品種及其來源列于表1。對照為中國春、濟(jì)南17、中優(yōu)9507。

表1 供試小麥品種名稱及其來源

1.2 田間設(shè)計(jì)

2014年將試驗(yàn)材料種植于運(yùn)城農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院農(nóng)場。田間種植按隨機(jī)區(qū)組排列，2次重復(fù)，3行區(qū)，行長2 m，行距0.3 m。試驗(yàn)地肥力中等，田間管理按當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)方法進(jìn)行。成熟后的種子提取蛋白質(zhì)。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 樣品提取每份小麥種子用研缽磨碎后取50 mg，裝入1.5 mL離心管中，加入150 μL1×sample buffer，渦旋20 min，10 000 r/min離心30 s，棄上清。65℃浸提2 h，中間搖晃3次，冷卻至室溫，10 000 r/min離心8 min，取上清并加入2×緩沖液，混勻后沸水煮浴5 min，然后離心備用[11-12]。

1.3.2 麥谷蛋白電泳分析HMW-GS的電泳參照李瑞等[13]和楊丹等[14]的試驗(yàn)方法進(jìn)行。

制膠：采用10%的分離膠（pH值8.8）和3.0%的濃縮膠（pH值7.0）分離。交聯(lián)度為2.6%，膠厚度為1.0 cm。

電泳：從左至右上樣約20 μL，上樣完后加電極緩沖液（pH值8.3）。接通電源，60～70 V電壓30～40 min后，將電壓調(diào)至70～80 V，當(dāng)指示劑行至距底部約0.5 cm處停止電泳。

染色與脫色：用0.05%考馬斯亮藍(lán)的染色液染色過夜，蒸餾水脫色。在凝膠成像儀上觀測照相、記錄、分析。

2 結(jié)果與分析

2.111 份國外小麥品種HMW-GS組成

在供試的11份小麥品種資源中，共檢測出12種HMW-GS，其中，Glu-A1上有Null和2*共2種；Glu-B1上有6+8，7+9，7+18和6.8+20y共4種，Glu-D1上有4+12，2+6.5，2+10，2+9，6.5和6+13共6種（表2）。

表2 不同小麥品種的HMW-GS組成

2.2 HMW-GS等位變異及頻率

從表3可以看出，在供試的11份國外品種中，Glu-A1位點(diǎn)編碼的HMW-GS有2種類型，即2*和Null，出現(xiàn)的頻率分別為63.64%和36.36%，其中，2*亞基的出現(xiàn)頻率較高；Glu-B1位點(diǎn)編碼的HMW-GS共有4種變異類型，即7+9，6+8，7+18和6.8+20y，其中，出現(xiàn)頻率較高的6+8亞基占54.55%；Glu-D1位點(diǎn)編碼的HMW-GS有4+12，2+6.5，2+10，2+9，6.5和6+13共6種類型，其中，4+12亞基出現(xiàn)的頻率較高，為36.36%。

表3 小麥品種的HMW-GS組合變異類型及頻率

2.3 HMW-GS組成比較

從表4可以看出，在11份供試材料中，共檢測到10種HMW-GS組合變異類型，其中，2*，6+8，6+13出現(xiàn)2次，頻率為18.18%。單個(gè)位點(diǎn)編碼的優(yōu)質(zhì)亞基（2*）的材料占54.55%；其他材料具有少見的特殊亞基組合，說明這11份小麥品種在HMW-GS組成類型上較為豐富。

表4 不同品種小麥HMW-GS組成及頻率

3 討論

近年來，提高小麥的品質(zhì)特性已成為小麥育種的重要方向之一。我國小麥品種蛋白質(zhì)含量較高，但面筋質(zhì)量較差，加工優(yōu)質(zhì)面包的特性還有待提高[15]。麥谷蛋白（glutenin）和醇溶蛋白（gliadin）是形成小麥面筋的主要成分[15]，前者決定面團(tuán)的彈性，而后者賦予面團(tuán)延展性，因此，良好的面團(tuán)延展性和彈性是決定優(yōu)質(zhì)面粉的重要因素。高分子量谷蛋白亞基（HMW-GS）約占小麥種子蛋白總量的10%[16]。HMW-GS分別由位于第一同源群染色體（1A，1B和1D）長臂上的Glu-A1，Glu-B1和Glu-D1位點(diǎn)的基因編碼。這3個(gè)位點(diǎn)都有緊密連鎖的2個(gè)基因，分別編碼X-型亞基和y-型亞基。谷淑波等[17]研究表明，普通小麥品種大部分都包含1Bx，1Dx和1Dy亞基，而1Ax和1By亞基只在少部分的小麥資源中表達(dá)，1Ay亞基通常不表達(dá)。但在一些小麥近緣物種（如二倍體烏拉爾圖小麥（Tlurartu）[18]、野生二粒小麥（Tldicoccoides）以及四倍體提莫菲維小麥（Tltimopheevi，AAGG）[19]）中報(bào)道有1Ay亞基的表達(dá)。本研究分析了11份國外小麥HMW-GS的組成類型，結(jié)果沒有發(fā)現(xiàn)1Ay亞基的表達(dá)。

本研究對11份小麥材料的HMW-GS組成分析發(fā)現(xiàn)，Glu-A1位點(diǎn)編碼的HMW-GS有2種類型即2*和Null，其中，2*的出現(xiàn)頻率最高，為谷蛋白的優(yōu)勢亞基，這與六倍體小黑麥、波斯小麥及六倍體普通小麥相似[20]。

在Glu-B1位點(diǎn)編碼的HMW-GS共有4種變異類型，即7+9，6+8，7+18和6.8+20y，其中，以6+8亞基出現(xiàn)頻率最高；而普通小麥、硬粒小麥、栽培二粒小麥分別以7+18，6+8，7+8出現(xiàn)頻率較高[21]。在Glu-D1位點(diǎn)編碼的HMW-GS共有6種變異類型，大部分都是一些稀有亞基。本研究對11個(gè)國外小麥品種的HMW-GS組成進(jìn)行了分析，既發(fā)現(xiàn)了常見的HMW-GS亞基，又發(fā)現(xiàn)一部分稀有亞基及其組合，這為小麥品質(zhì)育種提供了優(yōu)良的親本材料。

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Analysis of HMW-GS Composition in Foreign Wheat Variety Resources

XUE Xiaoqiang
（Shanxi YunchengVocational and Technical College ofAgriculture，Yuncheng044000，China）

This experiment detected and analyzed 11 foreign wheat cultivars resources of high molecular weight glutenin subunits（HMW-GS）composition,Glu-1 locus mutation and the frequency by conventional SDS-PAGE technology.The results showed that the Glu-A1 loci encodingHMW-GShad twotypes,2*and null.Glu-B1 loci encodingHMW-GShad four types,namely7+9,6+8,7+18 and 6.8+20y,Glu-D1 loci encodingHMW-GShad 4+12,2+6.5,2+10,2+9,6.5 and 6+13 sixtypes.The occurrence frequencyof 2*subunit ofGlu-A1 site,6+8 subunit ofGlu-B1 site and 4+12 subunit ofGlu-D1 site were higher.

wheat;HMW-GS;allelic variation;Glu-1

S512.1

A

1002-2481（2017）02-0160-03

10.3969/j.issn.1002-2481.2017.02.03

2016-08-02

薛曉強(qiáng)（1986-），男，山西河津人，助理講師，主要從事植物抗逆生理教學(xué)與研究工作。