小麦（T.aestivum）高分子量谷蛋白亚基遗传变异特性的研究
【摘要】：随着人民生活水平的提高,食品加工工业的快速发展,优质小麦生产越来越受到广泛的重视。建立小麦高分子量谷蛋白亚基与品质的相关关系,依据符合实际的品质评分系统,对小麦品种品质进行预测;弄清亚基在杂种世代中的遗传表现特征和分离规律。已成为小麦品质育种的迫切需要。本研究选取黄淮麦区种植的77 个小麦品种作为试验材料,以中国春为对照,通过SDS-PAGE 电泳分析技术,分析了小麦的高分子量谷蛋白亚基、亚基组成的变异特性,以及亚基、亚基组成对蛋白质含量和沉降值的影响效应。在数量化分析的基础上,构建小麦品质预测的回归方程。同时,选用6 个具有不同品质特性的小麦品种作为亲本,按不完全双列杂交,组配杂交组合15 个以及反交组合2 个。研究高分子量谷蛋白亚基在F1 和F2 代的遗传表现特征和分离规律,对F3 代籽粒进行亚基组成类型分群,分析亚基在同一遗传背景下对品质的效应。并讨论了小麦品种品质的改良方法。主要研究结果如下:
(1)分析黄淮麦区77 个小麦品种后发现,在1A 位点上,1 亚基出现频率最高,为71.43%;2*亚基最低,仅为3.90%。在1B位点上,7+9 亚基对出现频率最高,为42.86%。7+8 亚基次之,为31.17%。17+18 亚基对出现频率最低,仅为1.30%。而优质亚基对14+15在黄淮麦区,特别是在关中麦区出现了较高的频率,为11.69%。在1D 位点上,2+12亚基出现频率相对较高,为53.25%。优质亚基5+10 也出现了较高的频率,为33.77%,居第二位。在各位点亚基的变异类型中,1B位点亚基变异类型最多,有7 种变异类型。1A 和1D 位点的变异类型较少,各有3 种。
(2)在77 个品种亚基的组成中,共发现有27 种亚基组成类型。其中,以1、7+9、2+12 和1、7+8、2+12 为主要亚基组成类型,分别为14.29%和12.99%。1、7+9、5+10和1、7+8、5+10 亚基组成类型也有较高的频率出现,分别为10.39%和9.09%。1、14+15、2+12 亚基组合出现频率也相对较高,为6.49%。这些亚基组成类型对提高小麦品种品质起了较大作用。根据试验结果推算黄淮麦区应有理论亚基组成类型63 种,而实际上只有27 种亚基类型出现。因此,黄淮麦区的亚基组成类型还有很大的变异和选择空间。从亚基组成上来说,1、7+8、5+10,1、14+15、2+12,N、7+8、5+10,1、7、5+10,1、7+9、5+10 等亚基的组成形式比较适合我国的种质资源状况。因为,在我国育成材料中,1、7+8、7+9 以及14+15、5+10 等亚基出现频率相对较高,容易获得。
(3)回归分析结果表明,三个位点对蛋白质含量和沉降值的作用顺序为:Glu-D1GluB1GluA1,且均达到显著和极显著水平。相关分析结果表明, Glu-D1 与沉降值关系最大,Glu-D1 和Glu-B1 与蛋白质含量关系最大,均达到极显著水平。通径分析结果表明:1B对1A 和1D 作用的发挥和1A 和1D 对1B作用的发挥均有正向效应,位点间有互作作用。1A 对1D 和1D 对1A 作用的发挥均很小,位点间无互作作用,是
【关键词】：小麦 高分子量谷蛋白亚基与亚基组合 遗传表现 分离规律 品质效应 【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：S512.1
【目录】：
- 摘要5-8
- Abstract8-15
- 第一章 文献综述15-36
- 1.小麦籽粒的营养品质15-17
- 1.1 籽粒蛋白质的分类15
- 1.2 籽粒蛋白质的组分和结构15-16
- 1.3 籽粒蛋白质的含量16-17
- 2.小麦籽粒的醇溶蛋白17-21
- 2.1 醇溶蛋白亚基的命名18
- 2.2 醇溶蛋白亚基的定位和遗传18-20
- 2.3 醇溶蛋白的结构模式20-21
- 2.4 醇溶蛋白对籽粒品质的作用21
- 3.小麦籽粒的谷蛋白亚基21-30
- 3.1 HMW 谷蛋白亚基22-28
- 3.2 LMW 谷蛋白亚基28-30
- 4.HMW-GS 的研究进展30-34
- 4.1 国外 HMW-GS 的研究进展30-32
- 4.2 小麦品种的 HMW-GS 及其亚基组成32-34
- 5.研究的目的和意义34-36
- 第二章 黄淮麦区小麦品种 HMW-GS 变异与作用36-56
- 1 材料与方法36-39
- 1.1 供试材料36
- 1.2 测试分析36-39
- 1.3 HMW-GS 判读及其品质评分39
- 1.4 蛋白质含量与沉降值测定39
- 1.5 数据处理39
- 2 试验结果39-53
- 2.1 品种 HMW 谷蛋白亚基的变异39-40
- 2.2 品种 HMW 谷蛋白亚基组成及其变异40-42
- 2.3 品种 HMW 谷蛋白亚基及亚基组成对蛋白质含量的影响效应42-44
- 2.3.1 品种 HMW 谷蛋白亚基对蛋白质含量的影响效应42-43
- 2.3.2 品种 HMW 谷蛋白亚基组成对蛋白质含量的影响效应43-44
- 2.4 品种 HMW 谷蛋白亚基及亚基组成对沉降值的影响效应44-47
- 2.4.1 品种 HMW 谷蛋白亚基对沉降值的影响效应44-45
- 2.4.2 品种 HMW 谷蛋白亚基组成对沉降值的影响效应45-47
- 2.5 品种 Glu-1 位点与蛋白质含量和沉降值的回归分析47-48
- 2.5.1 品种 Glu-1 位点与蛋白质含量和沉降值的一元回归分析47-48
- 2.5.2 品种 Glu-1 位点与蛋白质含量和沉降值的多元回归分析48
- 2.6 品种蛋白质含量和沉降值的回归预测比较分析48-52
- 2.6.1 品种蛋白质含量的回归预测比较分析48-50
- 2.6.2 品种沉降值的回归预测比较分析50-52
- 2.7 品种 Glu-1 位点和位点亚基与蛋白质含量和沉降值的通径分析52-53
- 2.7.1 品种各位点与蛋白质含量和沉降值的通径分析52
- 2.7.2 品种各亚基与蛋白质含量和沉降值的通径分析52-53
- 3. 小结53-56
- 第三章 小麦品种高分子量谷蛋白亚基的遗传及其特性56-100
- 1 材料与方法56-58
- 1.1 供试材料56
- 1.2 杂交方式与杂种后代处理56-58
- 1.3 电泳及其品质分析58
- 1.4 HMW 谷蛋白亚基的判读与数据统计分析58
- 2 试验结果58-97
- 2.1 杂种 F_1 代 HMW 谷蛋白亚基谱带的表现58-75
- 2.1.1 F_1 代 HMW 谷蛋白亚基谱带的共显性表现73
- 2.1.2 F_1 代 HMW 谷蛋白亚基谱带的倾母表现73-74
- 2.1.3 F_1 代 HMW 谷蛋白亚基谱带的缺失74-75
- 2.2 杂种 F_2 代 HMW 谷蛋白亚基的遗传特征75-94
- 2.2.1 F_2 代一个位点亚基不同的分离规律75-76
- 2.2.2 F_2 代两个位点亚基不同的分离规律76-79
- 2.2.3 F_2 代三个位点亚基不同的分离规律79-80
- 2.2.4 F_2 代 HMW 谷蛋白亚基谱带的缺失80-94
- 2.3 杂种 F3 代 HMW 谷蛋白亚基对蛋白质含量和沉降值的效应比较94-97
- 2.3.1 1A 位点 1 与 N 亚基的效应比较94-95
- 2.3.2 1B 位点 7+8、7+9 和 14+15 亚基的效应比较95-96
- 2.3.3 1D 位点 5+10 和 2+12 亚基的效应比较96-97
- 3.小结97-100
- 第四章 讨 论100-106
- 1.关于优质亚基的引入与利用100-103
- 1.1 1A 位点优质亚基 1 和 2*的利用100
- 1.2 1B 位点优质亚基 14+15、17+18 和 7+8 的利用100-101
- 1.3 1D 位点优质亚基 5+10 的利用101
- 1.4 优质亚基组合的利用101-102
- 1.5 品质改良的优质基因源102-103
- 2.关于优质亚基的利用方法103-104
- 2.1 常规育种法103
- 2.2 选择性回交转育法103-104
- 3.关于 1BL/1RS 易位对小麦品质的负面影响104-106
- 第五章 结 论106-111
- 1.本研究的结论106-110
- 1.1 亚基与亚基组成的频率106
- 1.2 位点、亚基与亚基组成的效应106-108
- 1.3 亚基与亚基组成的回归预测108
- 1.4 杂种 F_1 代亚基谱带的遗传表现108-109
- 1.5 杂种 F_2 代亚基谱带的遗传特征109-110
- 1.6 优质亚基与亚基组合的利用110
- 2.本研究的创新点110-111
- 致 谢111-112
- 参考文献112-122
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