[硕士论文] 山东小麦谷蛋白亚基及与品质性状关系的研究 [复制链接]

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硕士论文-山东小麦谷蛋白亚基及与品质性状关系的研究，共109页，48565字

摘要

为了解山东小麦谷蛋白亚基组成及与品质的关系，本试验应用 SDS-PAGE 技术

分析了山东小麦 390 份地方品种和 225 份育成品种的高低分子量谷蛋白亚基的变异类

型，并对谷蛋白亚基与沉降值、面团形成时间、稳定时间和弱化度等品质性状之间的

关系进行了研究，其主要结果如下：

1．高低分子量谷蛋白亚基组成：地方品种和育成品种中分别检测到 18 种和 13

种 HMW-GS 等位变异。其中，地方品种 Glu-A1、Glu-B1 和 Glu-D1 位点亚基频率最

高的分别是 n（90.77%）、7＋8（72.05%）和 2＋12（93.08%）；育成品种 Glu-A1、

Glu-B1 和 Glu-D1 位点亚基频率最高的分别是 1 (46.67%)、7+8（51.11%）和 2+12

（79.11%）。地方品种和育成品种在 Glu-3 位点均有 12 个等位变异。其中，地方品种

Glu-A3、Glu-B3 位点亚基频率最高的分别是 Glu-A3a（43.33%）和 Glu-B3g（58.46%）；

育成品种 Glu-A3、Glu-B3 位点亚基频率最高的分别是 Glu-A3d（41.78%）和 Glu-B3j

（36.89%）。

2．地方品种在 Glu-1 位点的丰富度整体上高于育成品种，育成品种的遗传离散

度却明显高于地方品种，地方品种和育成品种在 Glu-3 位点丰富度相同，但离散度仍

然低于育成品种。地方品种虽然遗传离散度低，但丰富度很高，即亚基类型较多，其

中有许多育成品种中所没有或很少见的亚基类型。试验发现了一个新亚基对 7+22 和

一些稀有亚基类型如 6+16、6+9*、23+22、6*+8、7 和 8。

3．育成品种中优质亚基 1、2*、17+18、13+16 和 5+10 的频率比地方品种有所

提高，但地方品种的品质性状总体看比育成品种好，差异达 5%显著水平。分析其原

因，可能是由于在育成品种中劣质亚基 Glu-B3j（1B/1R 易位系）的频率远远高于地

方品种所至。

4．比较 Glu-1、Glu-3 各位点对品质的影响，发现 Glu-B3 和 Glu-D1 位点对品质

的贡献较大，而 Glu-A3 和 Glu-A1 位点对品质的贡献较小。比较单个亚基对品质的影

响，Glu-A1 位点的亚基 1 作用最大，亚基 n 作用最小；Glu-B1 位点的 13+16、17+18

和稀有亚基 6+16 为优质亚基，6+9*、7+9、6+8、20、7 和 23+22 对品质的负面影响

较大，新亚基对 7+22 对品质的贡献小于 7+8；Glu-D1 位点的 5+10 优于 4+12 和 2+12；

Glu-A3 位点的 Glu-A3d 和 Glu-A3b 较优，Glu-A3c、Glu-A3a 和 Glu-A3e 较差；Glu-B3

位点的 Glu-B3d 和稀有亚基 Glu-B3c’ 较优，Glu-B3j 最差。

5．从地方品种中筛选得到一批优质强筋种质资源，这些品种均非 1B／1R 易位

系。其中，19 号材料的沉降值和面团稳定时间分别达到 70ml 和 13min，沉降值在所

有参试品种中（包括育成品种）是最高的；97 号材料的形成时间、稳定时间和弱化

度分别为 4.8min、18.5min 和 7BU；品质比较好的材料还有 77 号、279 号、307 号、

372 号等，面团稳定时间均在 10 分钟左右。

研究认为，我国的小麦品质改良，一方面要不断从欧美各国引进具有优质亚基的

品种，另一方面要充分挖掘我国现有的种质资源，筛选利用含有优质亚基的地方品种，

并运用分子标记、基因克隆和转基因等技术，加快小麦品质改良步伐。本实验从 615

份山东小麦品种资源中发现了一些稀有亚基和优质亚基，筛选出了一批优质品种资

源，为山东小麦品种资源的充分利用和新材料、新基因的挖掘打下了良好基础。

关键词：小麦；谷蛋白亚基；等位变异；品质

目

录

第一章

绪 论 4

1.1 小麦品质的概念与分类......4

1.1.1 小麦品质的概念...........4

1.1.2 小麦品质的分类...........4

1.2 小麦重要品质性状6

1.3 小麦谷蛋白亚基 ...9

1.3.1 高分子量谷蛋白亚基 .10

1.3.1.1 HMW-GS 的结构与功能 .....10

1.3.1.2 HMW-GS 的命名和遗传多样性........11

1.3.1.3 HMW-GS 与小麦品质的关系 ...........13

1.3.1.4 HMW-GS 的分子标记和基因克隆....17

1.3.2 低分子量谷蛋白亚基 .18

1.3.2.1 LMW-GS 的结构与功能 .....18

1.3.2.2 LMW-GS 的命名和遗传多样性 ........19

1.3.2.3 LMW-GS 与小麦品质的关系............20

1.3.2.4 LMW-GS 的分子标记和基因克隆 ....21

1.4 中国小麦品质及谷蛋白亚基组成特点 .......22

1.4.1 中国小麦特点.............22

1.4.1.1 品质概况..22

1.4.1.2 HMW-GS 构成特点.............22

1.4.2 1B/1R 易位系............23

1.4.3 山东小麦研究状况 .....24

1.5 本研究的目的意义 ...........24

第二章 材料与方法 ........25

2.1 试验材料.............25

2.2 试验方法.............25

2.2.1 高低分子量谷蛋白亚基的 SDS-PAGE 分析 ......25

1 2.2.2 品质分析 ......27

2.2.3 统计分析 ......29

2.2.4 田间记载方法和标准 .29

第三章 结果与分析 ........30

3.1 山东小麦高低分子量谷蛋白亚基组成及分析 ...........30

3.1.1 高分子量麦谷蛋白亚基 ...........30

3.1.1.1 高分子量谷蛋白亚基的组成及分布 .30

3.1.1.2 高分子量麦谷蛋白亚基组合分析 .......31

3.1.1.3 Glu-1 位点遗传多样性分析 34

3.1.2 低分子量谷蛋白亚基分析 .......34

3.1.2.1 Glu-A3 位点亚基组成分析..34

3.1.2.2 Glu-B3 位点亚基组成分析..35

3.1.2.3 Glu-3 位点遗传多样性分析36

3.2 山东小麦品质性状分析....37

3.2.1 育成品种品质性状分析 ...........37

3.2.2 地方品种品质性状分析 ...........37

3.2.3 地方品种和育成品种的品质性状比较 ..38

3.3 高低分子量麦谷蛋白亚基与小麦品质的关系分析....38

3.3.1 育成品种谷蛋白亚基与品质的关系分析 ............38

3.3.1.1 谷蛋白基因位点对品质性状的效应 .38

3.3.1.2 单个亚基对品质性状的影响.............39

3.3.1.3 谷蛋白亚基组合对品质性状的效应分析........40

3.3.1.4 1B/1R 对品质性状的效应分析 .........43

3.3.2 地方品种谷蛋白亚基与品质的关系分析 ............45

3.3.2.1 谷蛋白基因位点对品质性状的效应 .45

3.3.2.2 单个亚基对品质性状的影响.............46

3.3.2.3 谷蛋白亚基组合对品质性状的效应分析........46

第四章 讨论 ............49

2 4.1 山东小麦谷蛋白亚基组成与分布特点 .......49

4.1.1 高分子量谷蛋白亚基组成与分布特点 49

4.1.2 低分子量谷蛋白亚基 .50

4.2 山东小麦谷蛋白亚基与品质表现 .50

4.2.1 稀有和新型谷蛋白亚基对品质的效应 50

4.2.2 位点变异对品质的影响 ...........51

4.3 山东小麦谷蛋白亚基遗传多样性特点 .......51

4.4 山东小麦品种资源在小麦品质改良中的利用价值 ...52

4.5 第五章 本研究存在的问题和不足之处 .............53

参考文献 ..........54

附图： ......63

致谢 ....103

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