小麦（Triticum aestivum L.）—黑麦（Secale cereale L.）远缘杂交后代品质性状变异的初步研究

【摘要】： 以利用“单体附加染色体作载体转移外源DNA”的染色体工程新方法创造的小麦-黑麦远缘杂交后代的66个株系作为供试材料，利用APAGE麦醇溶蛋白电泳和C-带方法获得1B/1R近等基因系，从而研究黑麦染色体1RS导入对小麦品质性状(包括籽粒蛋白含量和微量SDS沉淀值)的影响，同时对比供试材料的醇溶蛋白APAGE电泳图谱，试图发现相对于母本醇溶蛋白带型发生变异的材料；利用APAGE麦醇溶蛋白电泳和SDS-PAGE结合筛选出一批遗传背景相近而高分子谷蛋白亚基存在较为丰富变异的材料，对之进行高分子谷蛋白亚基、蛋白质组分及比例与品质性状(SDS沉淀值和Glu-1评分)的相关性研究。主要结果如下： 1．利用APAGE电泳和C显带检测出11个1BL/1RS易位系，其中6个是母本为绵阳11(MY11)的株系，5个是母本为A42912的株系。 2．对供试材料的APAGE醇溶蛋白电泳结果表明：除了Gli-B1位点不同于母本材料外，对于母本为MY11的材料，1B/1R易位系材料的ω区弱带带型也存在相对于母本较为丰富的变异。 3．采用SDS-PAGE电泳对供试材料检测发现：(1)在29个材料母本为MY11的材料中，有6个材料的Glu-1等位基因相对于母本MY11发生了变异，1B/1R易位系的Glu-1位点发生变异的频率为66.67％，非1B/1R易位系Glu-1位点发生变异的频率为8.69％。在36个母本为A42912材料中，3个材料的Glu-1等位基因发生变异且这3个材料皆为1B/1R易位系，易位系的Glu-1位点发生变异的频率为60.0％，非1B/1R易位系Glu-1位点没有变异。(2)对于母本为MY11的材料，Glu-1三个位点上等位基因的变异均只有2种，即Glu-A1a(86.20％)、Glu-A1c(13.79％)、Glu-B1b(89.65％)、Glu-B1c(10.34％)、Glu-D1a(3.45％)、Glu-D1d(96.55％)。对于母本为A42912的材料，仅在Glu-B1位点发生变异，即Glu-B1b(91.66％)、Glu-B1c(8.33％)。(3)供试材料共出现6种高分子谷蛋白亚基组合，即(1，7+8，5+10)、(N，7+8，5+10)、(N，7+9，5+10)、(N，7+8，2+12)、(1，7+8，5+10)、(1，7+9，5+10)，两种母本不同的材料均是母本型HMW-GS组合(1，7+8，5+10)占绝对优势。 4．根据APAGE麦醇溶蛋白电泳和细胞学鉴定分析结果，株系870-1和870-4可被认作是仅在GliB11位点存在差异的1B/1R近等基因系(NIL，near-isogenic lines)或遗传背景相近的生物型(biotype)。对二者BC1F6和BC1F7的蛋白质含量和SDS沉淀值的显著性检验表明：二者蛋白质含量无显著差异，而SDS沉淀值均表现差异极显著，1B/1R易位系870-1的沉淀值显著低于非1B/1R易位系870-4。说明黑麦1RS的导入有使烘烤品质的重要指标SDS沉淀值下降的趋势。 5．采用母本为MY11、APAGE醇溶蛋白带型基本一致而高分子谷蛋白亚基存在变异的30个材料(BC1F7和BC1F8)作供试材料进行高分子谷蛋白亚基与品质性状(SDS 佑式 奶耍 沉淀值和0且11－1评分）的相关性研究，结果发现：（二）m＊－1三个基因位点的亚基对品 质性状变异的影响大小如下：亚基l＞Null（Gill－AI位点人 亚基7＋8＞7＋9（Gill碉 位点），亚基5＋10＞2＋12。（二）利用＊叫ne等门987d）、赵友梅等门99o）、赵和等门994）。 毛沛等 （1995a）、傅宾孝等（1990）方法计算的的 Ghi－l品质总评分与 SDS沉淀值 的简单相关系数分别为0．9232”“、O．8＊广、O．7663””、O．7959””、o．5529””。（3）采用马 传喜等门995b）的方法进行多元回归分析的结果表明，mU－1三个基因位点对S＊S 沉淀值的影响均达极显著水平。其中对沉淀值变异的影响，＊ill－DI＞＊ill－AI＞＊ill－81，3 个位点的共同变异决定SDS沉淀值变异的86．8％，与简单相关分析得到的结果 Gill－AI＞Gill－DI＞Gill－BI有所不同。 6．采用母本为 MY、APAGE醇溶蛋白带型基本一致而高分子谷蛋白亚基存在变 异的30个材料（BCIF7和BCIFS）作供试材料进行麦胚乳蛋白质组分及其比例与品 质性状（SDS沉淀值和m－l评分）的相关性研究，结果发现：（1）三种主要的小麦 胚乳蛋白质组分中，只有麦谷蛋白含量与SDS沉淀值极显著正相关，球清蛋白和醇 溶蛋白的含量与SDS沉淀值的相关性很小。麦谷蛋白与球清蛋白、醇溶蛋白的3种 比值与SDS沉淀值呈极显著正相关，但麦谷蛋白／（球清蛋白＋醇溶蛋白）与SDS沉 淀值的相关性最好，r＝0．587”＼u）醇溶蛋白的含量与＊上评分无明显相关，球清 蛋白含量与＊－l评分显著正相关，麦谷蛋白的含量或比例与m－l评分极显著正相 关。在排除相应控制变量的影响后，各蛋白质组分与Q－l评分的偏相关均为不显著， 但谷蛋白／醇溶蛋白和谷蛋白／（球清＋醇溶蛋白）在排除相应控制变量的影响后与沉 淀值的偏相关系数仍达到显著水平，分别为0．429＼0．376”，这说明小麦蛋白质各组 分对SDS沉淀值的影响是不完全独立的。 7．研究还指出利用利用单体附加染色体作载体转移外源基因的新方法可以获得 遗传背景极相近的高分子谷蛋白亚基的近等基因系或遗传背景极近高分子谷蛋白亚 基存在变异的生物型，用之来进行高分于谷蛋白亚基与品质指标如沉淀值的相关研究 是十分有益的。 8．针对＊A