黃淮麥區小麥品種F2籽粒中HMW-GS的遺傳表現

張 麗，張建剛，潘登奎

（山西農業大學文理學院，山西太谷030801）

小麥是最重要的糧食作物之一，占世界人口主要糧食需求的35%以上[1]。高分子量谷蛋白亞基（HMW-GS）類型與小麥加工品質密切相關[2-7]。HMW-GS 是由小麥的同源染色體上的3 個復合位點控制的，分別位于染色體1A，1B，1D 長臂的近著絲點處，被命名為Glu-A1，Glu-B1，Glu-D1位點，每個位點由2 個緊密連鎖的基因組成[8]。理論上，普通小麥的每一品種有6 個不同的HMW-GS，但由于某些位點的基因不表達或處于沉默狀態，多數小麥品種只有3 ～5 個HMW-GS，其中Glu-A1 位點編碼0～1 個亞基，Glu-B1 位點編碼1～2 個亞基，Glu-D1 位點編碼2 個亞基[9]。

為給小麥品質改良提供依據，本研究從3 個位點都有差異的HMW-GS 基因組合進行雜交配組，收獲籽粒后利用SDS-PAGE 方法對其F2籽粒HMW-GS 進行分析，目的在于了解位點的差異對F2分離規律的影響是否相同，從而為雜種小麥的加工品質預測以及品質配組選親提供依據。

1 材料和方法

1.1 材料

母本為安農98005，其HMW-GS 組成為Glu-A1c（無顯帶），Glu-B1h（14+15），Glu-D1d（5+10）。父本為運84-20，其HMW-GS 組成為Glu-A1a （1 號帶），Glu-B1c（7+9），Glu-D1a（2+12）。親本及其F2籽粒均由山西省農業科學院棉花研究所提供。所測材料均采用單粒傳（SSD）育種技術培育。

1.2 方法

本研究按照小麥高分子量谷蛋白亞基的SDS-PAGE 方法[10]進行，采用北京六一儀器廠DYCZ-24D 型8 cm×10 cm 雙垂直電泳槽，樣品梳為10 槽或15 槽。取單顆籽粒，于無胚端切取約10 mg，鉗碎置于1.5 mL 離心管中，加入150 μL提取液，振蕩10 min，靜置過夜。

分析采用垂直板聚丙烯酰胺凝膠電泳，分離膠10% ，濃縮膠3.5% ，電壓為70 V，電泳3～4 h，染色，照相。本系統亞基編號按Payne 等[11]方法進行。

2 結果與分析

共測300 粒F2種子，采用PIP 法判讀HMW-GS 帶型，其中帶型可辨的有291 粒，部分安農98005×運84-20 F2籽粒麥谷蛋白SDSPAGE（10%）圖譜如圖1 所示，其余9 粒帶型不能肯定就不進行進一步研究。

2.1 F2 籽粒中出現33 種HMW-GS 帶型組合

由表1 可知，共有33 種不同的HMW-GS 帶型組合，其中回歸母本帶型（N，14+15，5+10）的占3.78%，回歸父本帶型（1，7+9，2+12）的占5.15%，其余91.07%為雙親雜合帶型或缺失帶型。

表1 安農98005×運84-20的F2 籽粒的HMW-GS帶型統計

2.2 Glu-A1 位點上HMW-GS 的遺傳表現及特點

在Glu-A1 位點上，母本安農98005 基因型為Glu-A1c（不顯帶），父本運84-20 基因型為Glu-A1a，編碼1 號亞基。由表1 還可知，顯1 帶的有213 粒，無1 帶的有78 粒，經χ2檢驗，二者分離比符合3∶1。Glu-A1a 與Glu-A1c 為1 對相對基因，由表性比3∶1 可知，其遺傳規律符合1 對相對基因的分離規律，即Glu-A1a 與Glu-A1c 的分離比為1∶1。

2.3 Glu-B1 位點上HMW-GS 的遺傳表現及特點

在Glu-B1 位點上，母本安農98005 基因型為Glu-B1h，編碼14+15 號亞基；父本運84-20基因型為Glu-B1c，編碼7+9 號亞基。從表1 可以看出，顯7+9 帶的有211 粒，顯14+15 帶的有211 粒，經χ2檢驗，二者分離比符合1∶1。另外發現，在本組合中出現了21 粒只顯7 號帶而無9 號帶亞基的籽粒，占所測籽粒的7.22%，Glu-B1c 的表達空位率為7.22%。同時還出現基因雜合，即14+15，7+9 號亞基同時存在，在本組合中出現了131 粒，占所測籽粒的45.02%。

2.4 Glu-D1 位點上HMW-GS 的遺傳表現及特點

在Glu-D1 位點上，母本安農98005 基因型為Glu-D1d，編碼5+10 號亞基，父本運84-20 基因型為Glu-D1a，編碼2+12 號亞基。從表1 可以看出，顯2+12 帶的有115 粒，顯5+10 帶的有151 粒，經χ2檢驗二者分離比符合9∶7。但在本組合中出現了25 粒2+10 和5+12 號亞基的籽粒，這種基因重組占所測籽粒的8.59%。

3 討論

在本研究材料中有一部分在Glu-B1 位點上存在基因雜合狀態，即14+15，7+9 號亞基同時存在，這種現象說明這些位點可能在遺傳上還不穩定，存在著潛在的遺傳分化。利用基因雜合可以人工培育出多種優質高分子量麥谷蛋白組合在一起的材料，這既能為小麥的品質改良及育種提供一定理論基礎，同時也可為培育小麥優質品種增加新的材料。

小麥在遺傳上有它自己的特點和復雜性，很少受環境因素的影響，每個染色體上2 個連鎖基因重組率非常低，在Glu-D1 上，出現了5+12，2+10 號亞基的重組類型。目前，5+12 被認為是比5+10 更優質的亞基。而且在本試驗中有三亞基組合的形式出現，即2+5+10，2+5+12 等亞基出現，所以可利用連鎖基因重組和三亞基人工合成來改良小麥品質，為培育小麥新品種增加新材料。

還有一部分只顯7 號帶而無其他HMW-GS的籽粒，即應該同時顯現的帶卻未顯現。HMW-GS 表達空位盡管幾率很小、原因不明，但其優點也較為明顯，對消除所有的HMW-GS 帶來說可能是非常有用的。

［1］李碩碧，高翔.小麥高分子量谷蛋白亞基與加工品質[M].北京：中國農業出版社，2001.

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［10］張麗，張建剛，潘登奎，等.小麥高分子量麥谷蛋白亞基的SDS-PAGE 方法[J].生物技術通報，2006（2）：78-80.

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