1、高分子量谷蛋白亞基(high molecular weight glutenin subunits,HMW-GS)是面團粘彈性的主要決定因素,HMW-GS的組成和變異直接影響到小麥的加工品質。本研究在對小麥種質資源HMW-GS組成分析的基礎上,選擇HMW-GS不同缺失類型的材料與長江下游地區(qū)主栽弱筋小麥品種揚麥13、揚麥18雜交組配,衍生回交群體與自交高代姊妹系群體,對HMW-GS不同缺失類型的遺傳與品質效應進行了研究,探討HMW-GS

2、不同缺失類型在弱筋小麥品質改良上的應用價值。主要實驗結果如下:
　　 1、小麥HMW-GS缺失種質資源的篩選和鑒定:采用SDS-PAGE電泳檢測方法,對261份小麥微核心種質和54份應用核心種質、97份CIMMYT人工合成小麥、20份普通六倍體小麥和2份轉基因小麥進行了HMW-GS組成分析。供試的小麥微核心種質和應用核心種質在Glu-A1、Glu-B1和Glu-D1三個位點的組成比較單一,主要由Nu11、7+8和2+12亞基組成

3、。部分微核心種質表現出HMW-GS的缺失現象。其中,5份材料Glu-B1位點缺失1By亞基,表達1Bx7或1Bx22亞基;3份材料Glu-D1位點缺失1Dx或1Dy亞基,表達1Dy12或1Dx2亞基。在人工合成小麥中,HMW-GS存在著豐富的等位變異,2份材料在Glu-A1位點表達稀有亞基1Ax1’,在Glu-B1位點和Glu-D1位點分別發(fā)現一個未知的亞基(暫命名為Y亞基和X亞基),并發(fā)現了一些新的亞基組合;此外,1份材料Glu-B1

4、位點缺失1By型亞基,表達1Bx7亞基;1份材料表現為Glu-A1和Glu-B1位點共同缺失;2份材料在Glu-D1位點缺失1Dx亞基,表達1Dy10亞基。在供試的普通六倍體小麥中,3份材料表現為Glu-D1位點完全缺失,3份材料表現為Glu-A1和Glu-D1位點共同缺失,其中拉花9650在Glu-B1位點同時表達4種不同亞基類型。2份轉基因小麥分別表現為Glu-D1位點1Dx5亞基缺失和Glu-1位點HMW-GS完全缺失。
　

5、　 2、HMW-GS不同缺失類型的遺傳:普通六倍體小麥2GS0414-10 Glu-A1和Glu-D1位點共同缺失、拉花9650 Glu-D1位點缺失,在F1代均表現為隱性;在F2代表現為3:1或9:3:3:1的分離比例;BC1F1代不表達HMW-GS缺失。人工合成小麥SYN351 Glu-A1和Glu-B1位點共同缺失在F1代表現為隱性;在F2代不符合3:1或9:3:3:1的理論比例,出現1By8缺失現象;BC1F1代未表達HMW-

6、GS缺失。2份轉基因小麥1Dx5缺失和HMW-GS完全缺失在F1代均表現為顯性遺傳;由于外源小RNA基因對1Dx5亞基的表達有特異性抑制作用,導致1Dx5缺失在F2代表現出13(不表達1Dx5):3(表達1Dx5)的分離比例,在BC1F1代表現出3(不表達1Dx5):1(表達1Dx5)的分離比例;HMW-GS完全缺失在F2代表現出3(不表達HMW-GS):1(表達HMW-GS)的分離比例,在BC1F1代表現出1(不表達HMW-GS):1

7、(表達HMW-GS)的分離比例。
　　 3、供體親本的品質指標:在普通六倍體小麥2GS0414-10、拉花9650、轉基因小麥Glu-1Dx5-RNAi和Glu-1-RNAi中,均表現較低的麥谷蛋白含量和較高的醇溶蛋白含量;較低的SDS沉淀值和水SRC,較短的面團形成時間和穩(wěn)定時間,較低的粉質質量指數;與轉化受體品種Bobwhite相比較,轉基因小麥蛋白質含量顯著增加,餅干直徑增大。人工合成小麥SYN351具有較低的濕面筋含量和

8、較高的面筋指數。
　　 4、HMW-GS不同缺失類型雜交后代的品質指標:對以Glu-A1和Glu-D1位點共同缺失的材料2GS0414-10、HMW-GS完全缺失的材料Glu-1-RNAi為供體親本,以揚麥13和揚麥18為受體親本衍生的回交后代BC2F3、BC1F3和兩個自交高代姊妹系F5的品質測試結果表明:與HMW-GS正常表達的籽粒品質比較,當Glu-A1位點缺失時SDS沉淀值及水SRC均無顯著變化:當Glu-D1位點缺失時

9、SDS沉淀值顯著降低,水SRC無顯著變化;當Glu-A1和Glu-D1位點共同缺失或Glu-1位點HMW-GS完全缺失時,SDS沉淀值和水溶劑保持力(SRC)均顯著降低;另外在普通六倍體小麥2GS0414-10的雜交后代中,當Glu-A1缺失、Glu-D1缺失或Glu-A1和Glu-D1位點共同缺失,籽粒蛋白質含量差異不顯著。
　　 5、綜合本研究結果,HMW-GS缺失降低了麥谷蛋白含量,增加了醇溶蛋白含量;降低了SDS沉淀值和