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弱筋小麦籽粒HMW-GS组成与积累及其对加工品质的影响

2020-12-11阅读(910)

弱筋小麦籽粒HMW-GS组成与积累及其对加工品质的影响

论文摘要

试验于2008-2010年在扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室试验场进行,选用19个不同基因型小麦品种（系）,采用SDS-PAGE方法,研究不同基因型小麦的HMW-GS组成及积累量特征,并分析不同亚基组成与蛋白质含量、湿面筋、沉降值等品质指标的关系,以明确弱筋小麦优势的亚基组合,并探讨了氮素对亚基积累的调节效应,以期为进一步改良弱筋小麦籽粒加工品质提供理论依据。试验主要结果如下：1、参试的19个小麦品种（系）中,籽粒HMW-GS组成出现:Null,7+8,2+12)亚基组合的品种（系）,均属于弱筋小麦,其次是（Null,7+9,4+12）组合的品种（系）,两组合品种（系）出现的概率分别为40%和30%。弱筋小麦品种（系）亚基组成中,Glu-A位点出现Null亚基的概率达到90%,Glu-B位点出现7+8和7+9亚基的概率分别达到40%和60%,Glu-D位点主要以2+12亚基形式出现,概率为60%,其次出现的主要形式是4+12,概率为30%。相对而言,弱筋小麦籽粒品质受Glu-A、Glu-D位点影响更大。2、不同HMW-GS组成的小麦品种（系）籽粒各位点亚基表达量和总积累量品种（系）间差异较大。亚基组合相同的小麦品种（系）,因各位点亚基表达量的不同,总HMW-GS积累量也不同。通径分析表明,弱筋小麦Glu-A位点亚基表达量对亚基总积累量的直接作用大于Glu-B、Glu-D位点亚基表达量。3、弱筋小麦籽粒中Glu-A位点的Null亚基对蛋白质、谷蛋白含量和谷醇比贡献小于1亚基品种,Glu-B位点7+9亚基品种（系）的蛋白质含量高于7+8亚基品种（系）,但差异不显著,Glu-D位点4+12和2+12亚基对籽粒蛋白质、谷蛋白含量、谷醇比的贡献小于4+10亚基。因此,弱筋小麦易实现较低蛋白质含量、醇溶蛋白和谷蛋白含量、谷醇比的组合是（Null,7+8,2+12）或者（Null,7+9,4+12）,结合低亚基积累量共同作用,更有利于弱筋小麦籽粒低蛋白质、低醇溶蛋白和谷蛋白含量的形成。4、参试品种（系）中籽粒Glu-D位点含2+12和4+12亚基组合的品种（系）GMP含量均低于4+10亚基组合品种,其中含4+12亚基品种（系）差异性达显著水平,更有利于弱筋小麦籽粒低GMP含量的形成。相关分析表明,除Glu-A与Glu-B位点亚基表达量相互间呈负相关外,其它各位点亚基表达量、总积累量、GMP含量、蛋白质含量两两之间均呈正相关,且Glu-A位点亚基表达量和总积累量、GMP含量和蛋白质含量呈极显著正相关。5、统计分析表明,弱筋小麦,Glu-A位点Null亚基对籽粒出粉率、沉降值、面筋含量贡献小于1亚基,Glu-B位点（7+8/7+9）对出粉率、面筋含量贡献差异不显著,Glu-D位点亚基,对沉降值贡献表现为4+10>2+12>4+12,亚基积累量对其影响不大,Glu-D位点4+10亚基品种（系）的干、湿面筋含量均显著高于2+12和4+12亚基的品种（系）。相同亚基组合,亚基积累量可影响各项粉质参数的数值,积累量高的品种（系）,其面团形成时间、吸水率、稳定时间、粉质质量指数也较高,弱化度较低,一定程度上除亚基组成影响籽粒品质外,积累量也起重要作用。因此,弱筋小麦实现较高的容重、较低的硬度、面筋含量和沉降值、较优的面团流变学特性的亚基组合是（Null,7+8,2+12）或者（Null,7+9,4+12）。6、氮素营养对某一品种弱筋小麦籽粒蛋白质及其品质的调控主要是通过对亚基积累量的影响来发挥效应的。增施氮肥或氮肥施用比例后移,可提高各位点亚基表达量,从而提高亚基总积累量,并影响籽粒蛋白质和GMP含量增加,醇溶蛋白、谷蛋白、醇溶蛋白+谷蛋白（贮藏蛋白）含量、谷醇比均有所增加,部分的加工品质指标相应提高；减氮和施肥比例前移,各位点亚基表达量减少,总亚基积累量减少,各品质数值均降低。因此,弱筋小麦要实现优质高产应合理减少氮肥用量,适当前移氮肥施用比例,有利于籽粒品质的改善。

论文目录

  • 中文摘要
  • 英文摘要
  • 1 前言
  • 1.1 高分子量谷蛋白亚基（HMW-GS）研究进展
  • 1.1.1 HMW-GS的分子结构和命名
  • 1.1.2 我国小麦HMW-GS组成与积累
  • 1.2 亚基组成与积累量对小麦籽粒品质影响的研究进展
  • 1.2.1 对蛋白质含量的影响
  • 1.2.2 对烘焙品质的影响
  • 1.2.3 对谷蛋白大聚合体（GMP）含量的影响
  • 1.2.4 对出粉率的影响
  • 1.2.5 对沉降值的影响
  • 1.2.6 对面筋的影响
  • 1.2.7 对面团流变学特性的影响
  • 1.3 氮素对亚基积累量、蛋白质合成相关酶活性影响的研究进展
  • 1.3.1 氮素对亚基积累量的调控及品质的影响
  • 1.3.2 氮素对蛋白质合成相关酶（GS/GOGAT）活性影响的研究进展
  • 1.4 本研究目的与意义
  • 2 材料与方法
  • 2.1 试验设计
  • 2.1.1 不同亚基组成品种（系）试验
  • 2.1.2 氮肥对小麦HMW-GS积累量影响试验
  • 2.2 测定项目与方法
  • 2.2.1 高分子量谷蛋白亚基SDS-PAGE电泳
  • 2.2.2 GMP含量的测定
  • 2.2.3 籽粒蛋白质含量测定
  • 2.2.4 籽粒蛋白质组分测定
  • 2.2.5 籽粒出粉率测定
  • 2.2.6 籽粒容重测定
  • 2.2.7 籽粒硬度测定
  • 2.2.8 干、湿面筋含量的测定
  • 2.2.9 沉降值测定
  • 2.2.10 粉质参数测定
  • 2.2.11 花后旗叶、籽粒谷氨酰胺合成酶（GS）和谷氨酸合成酶（GOGAT）活性测定
  • 2.2.12 系统评分
  • 2.3 数据分析方法
  • 3 结果与分析
  • 3.1 HMW-GS电泳图谱分析
  • 3.1.1 不同类型小麦品种（系）籽粒HMW-GS组成及品质评分
  • 3.1.2 不同类型小麦品种（系）籽粒HMW-GS表达量
  • 3.2 不同HMW-GS组成及积累量对小麦籽粒品质的影响
  • 3.2.1 不同HMW-GS组成及积累量对小麦籽粒蛋白质及其组分含量的影响
  • 3.2.2 不同HMW-GS组成及积累量对小麦籽粒GMP含量的影响
  • 3.2.3 不同HMW-GS组成及积累量对小麦籽粒加工品质的影响
  • 3.3 HMW-GS积累量对蛋白质合成相关酶活性的影响
  • 3.3.1 对花后籽粒、旗叶谷氨酰胺合成酶（GS）活性的影响
  • 3.3.2 对花后籽粒、旗叶谷氨酸合成酶（GOGAT）活性的影响
  • 3.4 氮素对小麦籽粒HMW-GS积累量及品质的调节效应
  • 3.4.1 氮素对小麦籽粒HMW-GS积累量的影响
  • 3.4.2 氮素对小麦籽粒GMP含量、蛋白质及其组分含量的影响
  • 3.4.3 氮素对籽粒加工品质的影响
  • 3.4.4 氮素对蛋白质合成相关酶活性的影响
  • 4 讨论与结论
  • 4.1 讨论
  • 4.1.1 不同小麦品种籽粒HMW-GS组成、积累量及品质评分特点
  • 4.1.2 HMW-GS组成与积累量对籽粒品质的影响
  • 4.1.3 氮素调节亚基积累量对籽粒品质的影响
  • 4.1.4 HMW-GS组成与积累量对蛋白质合成相关酶活性的影响
  • 4.2 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录

    • 相关论文文献

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