Puroindoline a和1Ax1对四倍体硬粒小麦淀粉及面筋蛋白特性的影响

【摘要】：Puroindoline a(Pina)是位于5D染色体短臂Ha位点的一个主效基因,它与Puroindoline b(Pinb)共同作用,决定了小麦的籽粒硬度,籽粒硬度与小麦的磨粉品质有直接相关性。Puroindoline a(PINA)蛋白大多结合在淀粉粒表面,所以PINA的表达会显著影响小麦淀粉的特性。1Ax1是高分子量麦谷蛋白优质亚基之一,能够提高面筋强度,进而影响小麦的食品加工品质。为了进一步研究Pina和1Ax1这两个基因对小麦食品加工品质的共同作用,本研究采用实验室保存的共表达外源Pina和1Ax1的四倍体硬粒小麦株系、单表达外源Pina的四倍体硬粒小麦株系和单表达外源1Ax1的四倍体硬粒小麦株系,从而研究PINA和1Ax1对小麦淀粉特性和面筋蛋白特性的影响,并探究其影响机制。具体的研究内容及结果如下:(1)通过激光粒度分析仪比较转基因株系和对照株系中的面粉粒径大小,发现PINA能够明显降低面粉的颗粒大小,而1Ax1对面粉颗粒大小无明显作用;(2)通过色彩色差计分析转基因株系和对照株系面粉的色彩色差变化,发现PINA能明显增加面粉的白度值,而1Ax1对面粉的白度值无明显作用;(3)通过单粒谷物特性测定仪、近红外谷物品质分析仪研究转基因株系和对照株系籽粒硬度变化和面粉的总蛋白质含量变化,发现PINA能明显降低籽粒的硬度,而1Ax1对籽粒硬度无明显作用,并且PINA和1Ax1对面粉的总蛋白质含量变化似乎无必然联系;(4)通过淀粉损伤仪和面粉吸水性的检测分析转基因株系和对照株系中的淀粉损伤量,发现PINA的表达能够明显降低淀粉的损伤程度,进而减少面粉的吸水量,而1Ax1对淀粉损伤无明显作用;(5)通过RVA技术研究转基因株系和对照株系淀粉糊化特性,发现PINA通过影响淀粉的损伤程度进而降低淀粉的糊化热稳定性,而1Ax1对淀粉的糊化作用无明显作用;(6)通过面筋指数测定仪测定转基因株系和对照株系的面筋指数,发现PINA的表达能明显降低面筋指数,影响面筋蛋白的表达,反映了较差的加工品质;(7)利用正丙醇溶解法提取转基因株系和对照株系面粉的可溶性蛋白和非可溶性蛋白,结合SDS-PAGE和Western blotting技术分析,发现PINA蛋白不仅在可溶性蛋白中表达还在非可溶性蛋白中也有表达,但主要在可溶性蛋白中表达,以单体和寡聚体的形式存在。