仝勝利+董麗平+李淑梅

摘要：對豫南地區(qū)75個(gè)不同小麥品種高分子量麥谷蛋白亞基（HMW-GS）及其與蛋白質(zhì)含量之間的關(guān)系進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，該地區(qū)出現(xiàn)頻率較高的亞基有1、7+8、7+9、2+12、5+10，亞基組合有1，7+9，2+12和1，7+8，2+12。Glu-1三位點(diǎn)控制的亞基等位變異與蛋白質(zhì)關(guān)系密切，對蛋白質(zhì)含量效應(yīng)表現(xiàn)為Glu-B1>Glu-D1>Glu-A1。蛋白質(zhì)平均含量較高的亞基有1、8、5+10以及亞基組合1，7+9，12；N，7+9，5+12；N，14+15，2+12；1，8，5+10等。亞基組合1，7+8，5+10；N，8，5+10；1，17+18，2+12與蛋白質(zhì)含量具有顯著相關(guān)。今后品質(zhì)育種工作中可望著重考慮亞基1、8、7+8、5+10及其組合。

關(guān)鍵詞：小麥；高分子量谷蛋白亞基（HMW-GS）；蛋白質(zhì)含量

中圖分類號：S512.102 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2014）15-3492-03

Relationship between High-Molecular-Weight Glutenin Subunits and Protein Contents

in Wheat from Southern Henan Province

TONG Sheng-li， DONG Li-ping， LI Shu-mei

（Xinyang College of Agricultural And Forestry ，Xinyang， 464000， Henan，China）

Abstract：The relationship between the protein contents and the high molecular weight glutenin subunits in 75 wheat varieties from Southern Henan province were studied. The results showed that the high frequency of high molecular weight glutenin subunits were 1，7+8，7+9，2+12，5+10and（1，7+9，2+12）and（1，7+8，2+12）. High molecular weight glutenin subunits were closely related with the quality traits in wheat. The protein contents were in the order of Glu-B1>Glu-D1>Glu-A1. High molecular weight glutenin subunits with high protein content were 1，8，5+10 with subunits combination of 1，7+9，12；N，7+9，5+12；N，14+15，2+12； 1，8，5+10. The wheat subunit combination of 1，7+8，5+10；N，8，5+10；1，17+18，2+12 were significantly correlated with protein content. The high molecular weight wheat glutenin subunits 1，8，7+8 ，5+10 and their combination will be used for improving quality of wheat.

Key words： wheat； high molecular weight glutenin subunit； protein content

收稿日期：2013-12-26

基金項(xiàng)目：河南省科技廳項(xiàng)目

作者簡介：仝勝利（1974-），男，陜西戶縣人，碩士，主要從事小麥品質(zhì)遺傳與育種研究，（電話）13569799042（電子信箱）lhq780211@sina.com。

國內(nèi)外大量研究結(jié)果表明，高分子量麥谷蛋白亞基對小麥品質(zhì)有很大影響，特定的亞基可以明顯改善小麥的品質(zhì)，如優(yōu)質(zhì)亞基5+10[1]。蛋白質(zhì)含量是小麥品質(zhì)的一個(gè)重要衡量指標(biāo)。我國小麥品質(zhì)較差的重要原因也常表現(xiàn)為蛋白質(zhì)含量低，而蛋白質(zhì)含量也作為衡量小麥品質(zhì)育種的指標(biāo)，并廣泛應(yīng)用于小麥品質(zhì)育種實(shí)踐中[2]。近年的研究表明，Glu-1三位點(diǎn)不同的亞基及其組成類型對小麥品質(zhì)有不同的影響[3]，尤其是在Glu-A1、Glu-B1和Glu-D1位點(diǎn)亞基對蛋白質(zhì)含量的作用方面[4-9]。為明確不同高分子量麥谷蛋白亞基對小麥蛋白質(zhì)含量的作用和關(guān)系，本研究對所選用的豫南地區(qū)的75個(gè)主栽品種從亞基、亞基組成及其與蛋白質(zhì)含量的關(guān)系進(jìn)行了探索，以期為小麥品質(zhì)育種提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

選用豫南地區(qū)75個(gè)主栽小麥品種，2010年10月種植于信陽農(nóng)林學(xué)院小麥試驗(yàn)基地。田間采用單株點(diǎn)播種植方式，雙行區(qū)，3 m長，常規(guī)田間管理。成熟時(shí)單收單脫，嚴(yán)防混雜。

分單株收獲小麥子粒后混合為分析樣本。

制樣：每個(gè)樣品取三粒研磨稱取20 mg，用50%的異丙醇和β-巰基乙醇在50 ℃水浴1 h，10 000 r/min離心10 min，取上清液，加入2×樣品緩沖液，混勻，沸水浴3～5 min，備用。

電泳：采用SDS-聚丙稀酰胺凝膠電泳，方法參照郭堯君[10]的方法略有改動(dòng)，樣品上樣量為3～5 μL ，電泳2.0～2.5 h，對照為中國春。亞基分類和編號按Payne等[11]的方法。

蛋白質(zhì)含量的測定： ICC標(biāo)準(zhǔn)，No.116，No. 118（NIR）。測量10次并取平均值。

所有數(shù)據(jù)均采用SPSS16.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種蛋白質(zhì)含量

所有材料的蛋白質(zhì)含量最大值為18.16%，最小值為12.34%，平均值為15.10%。

參試樣品蛋白質(zhì)含量基本呈正態(tài)分布（圖1），可以說明選用材料具有一定代表性。從圖1可以看出，蛋白質(zhì)含量14%～15%的樣品數(shù)最多，達(dá)33.3%，共25個(gè)。

2.2 參試品種高分子量麥谷蛋白亞基及其組合

參試小麥品種凝膠電泳分析結(jié)果（表1）表明，在Glu-A1、Glu-B1、Glu-D1三個(gè)位點(diǎn)共出現(xiàn)有1、N、8、7、17+18、7+8、13+19、7+9、14+15、4+12、2+11、12、5+10、5+12、2+12等15種亞基類型的種類。其中，亞基1出現(xiàn)頻率最高，占61.3%，品種數(shù)也最多，為46個(gè)，其次為2+12，占52.0%，品種數(shù)39個(gè)，而13+19、4+12、2+11、12等4個(gè)亞基出現(xiàn)頻率最小，品種數(shù)最少，均為1個(gè)，僅占1.3%。

從亞基組合上來看（表2），以1，7+9，2+12和1，7+8，2+12組合類型最多，頻率分別為14.67%和10.67%，在所有分析樣品中分別占11個(gè)和8個(gè)。

2.3 高分子量麥谷蛋白亞基及其組合對蛋白質(zhì)含量作用

從表1可以看出，HMW—GS組成不同的小麥品種其蛋白質(zhì)含量明顯不同。在Glu-A1位點(diǎn)，亞基1在蛋白質(zhì)含量水平上平均值大于亞基N。在Glu-B1位點(diǎn)，蛋白質(zhì)含量水平上平均值從高到低依次為亞基8、7、13+19、17+18、7+8、7+9、14+15。在Glu-D1位點(diǎn)，對蛋白質(zhì)含量的作用從高到低依次為4+12、2+11、5+10、5+12、2+12、12。因此，本試驗(yàn)認(rèn)為各亞基對蛋白質(zhì)含量的作用Glu-A1位點(diǎn)為1>N，Glu-B1位點(diǎn)為8>7>13+19>17+18>7+8>7+9>14+15>，Glu-D1位點(diǎn)為4+12>2+11>5+10>5+12>2+12>12。而蛋白質(zhì)含量水平在三位點(diǎn)中可以表示為Glu-B1（平均值為15.35%）>Glu-D1（平均值為15.31%）>Glu-A1（平均值為15.11%）。

表2列出了75個(gè)參試小麥品種的27種HMW-GS組合形式、出現(xiàn)頻率、平均蛋白質(zhì)含量。從表3可以看出，從蛋白質(zhì)含量水平上看，平均值排在前三位的亞基組合只在1個(gè)或2個(gè)品種中出現(xiàn)。而1，8，5+10亞基組合蛋白質(zhì)含量較高且在三個(gè)品種中出現(xiàn)，有一定利用價(jià)值。

2.4 參試品種HMW-GS與蛋白質(zhì)含量的相關(guān)分析

相關(guān)分析（表3）表明，在Glu-A1、Glu-B1及Glu-D1三位點(diǎn)上得到的單個(gè)亞基只有亞基8和亞基5+10與蛋白質(zhì)含量呈顯著相關(guān)，其余亞基與蛋白質(zhì)含量的相關(guān)均不顯著；亞基組合1，7+8，5+10；N，8，5+10；1，17+18，2+12與與蛋白質(zhì)含量呈顯著相關(guān)。

3 討論

高分子量麥谷蛋白亞基及其組成與小麥品質(zhì)關(guān)系密切，而蛋白質(zhì)含量是衡量小麥品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)，前人的研究已說明了這一點(diǎn)[1-9，11]。本試驗(yàn)從亞基組成、出現(xiàn)頻率及與蛋白質(zhì)含量關(guān)系方面進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，參試品種在Glu-1三位點(diǎn)上一共出現(xiàn)了15種亞基和27種亞基組合。其中三位點(diǎn)出現(xiàn)頻率較高的亞基有1、7+8、7+9、2+12、5+10，頻率較高的亞基組合有1，7+9，2+12和1，7+8，2+12。這說明在參試品種中存在豐富的該類亞基及亞基組合。

試驗(yàn)研究還表明，亞基及其組合與蛋白質(zhì)含量關(guān)系表現(xiàn)為Glu-B1（平均值為15.35%）>Glu-D1（平均值為15.31%）>Glu-A1（平均值為15.11%），蛋白質(zhì)平均含量高的有亞基1、8、5+10（不包括少數(shù)品種出現(xiàn)的亞基類型）以及亞基組合1，7+9，12；N，7+9，5+12；N，14+15，2+12；1，8，5+10等，但亞基組合1，7+9，12；N，7+9，5+12；N，14+15，2+12只在1個(gè)或2個(gè)品種中出現(xiàn)，僅作參考。相關(guān)分析也表明，亞基組合1，7+8，5+10；N，8，5+10；1，17+18，2+12與蛋白質(zhì)含量具有顯著相關(guān)，N，8，5+10和1，17+18，2+12因其所占品種數(shù)量較少，可作試驗(yàn)參考。因此，在今后的品質(zhì)育種工作中可以重點(diǎn)考慮Glu-B1位點(diǎn)，可以重點(diǎn)考慮亞基1，8，7+8，5+10及其組合。

此次試驗(yàn)中，有些亞基或其組合的品種數(shù)很少，使得個(gè)別位點(diǎn)亞基變異引起的品質(zhì)差異未能充分體現(xiàn)。另外，蛋白質(zhì)含量與諸多因素有關(guān)，高分子量麥谷蛋白亞基只是其中之一。再者，亞基提取方法的不同、亞基鑒定方法的偏差、亞基的不同組合效應(yīng)以及亞基的含量等都會(huì)對蛋白質(zhì)含量有影響，而蛋白質(zhì)含量測量方法的不同也會(huì)對試驗(yàn)研究結(jié)果有一定影響，這些因素進(jìn)而都會(huì)影響其與品質(zhì)的關(guān)系。因而，Glu-1三位點(diǎn)亞基及其組合對蛋白質(zhì)含量的準(zhǔn)確效應(yīng)及相互關(guān)系還有待進(jìn)一步研究。

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