伊犁河谷不同時期小麥高分子量谷蛋白亞基組成分析

張喜琴++李衛華++簡大為++蘇甫熱木+張燕++祁軍

摘要 為了了解伊犁河谷小麥的品質狀況，采用SDS-PAGE電泳技術對伊犁河谷50多年來不同歷史時期主要推廣的小麥品種（系）高分子量谷蛋白亞基（HMW-GS）組成、變異及出現頻率進行了分析。結果表明：在這些品種中Glu-A1、Glu-B1、Glu-D1位點上的等位變異分別為4、6、7種，各自位點的優勢亞基分別是null、7+8、2+12，其頻率分別是49.1%、43.9%、64.9%。在Glu-1位點共檢測出28種亞基組合，其中組合（null，7+8，2+12）的頻率最高，為19.2%，其次是組合（1，7+8，2+12）和（1，7+9，2+12），其頻率分別為12.3%、10.5%，其他亞基組合的頻率均低于10%。另外，在Glu-A1位點上還檢測到了1個新的亞基1*，Glu-D1位點上檢測到了單亞基5、12。從供試材料中篩選出在2個基因位點上有優質亞基的小麥品種15份，在3個基因位點上均有優質亞基的小麥品種7份，可供優質小麥育種利用。

關鍵詞 小麥；高分子量谷蛋白亞基；伊犁河谷

中圖分類號 TS213 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）20-0257-03

小麥高分子量谷蛋白亞基（HMW-GS）的組成與小麥面粉的理化谷蛋白僅占胚乳儲藏蛋白的10%，但其數目和組成與小麥的烘烤品質關系密切[1-2]。

伊犁河谷是新疆小麥主要種植區之一，小麥栽培歷史悠久，種質資源豐富，蘊含了大量的優良基因，有待開發利用。本研究旨在通過對伊犁河谷50多年來小麥品種3次更新推廣的本地育成與引進的57個主栽小麥品種（系）高分子量谷蛋白亞基組成進行分析，了解伊犁河谷小麥高分子量谷蛋白亞基構成及優質亞基存在形式和分布規律，從而為這些材料的進一步利用和伊犁小麥乃至新疆小麥品質的改良提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為伊犁河谷50多年來不同歷史時期主要育成（引進）推廣的57個小麥品種（系）。

1.2 試驗方法

1.2.1 HMW-GS的提取。每份樣品取1粒小麥種子研磨后放入15 mL離心管加入0.5 mL 50%異丙醇，60 ℃水浴30 min，其間攪動2次，10 000 r/min離心3 min，棄上清液；重復步驟2次；在殘留物中加75 μL提取液B1混勻，60 ℃水浴30 min；加入75 μL提取液B2混勻，60 ℃水浴烷化處理1 h，10 000 r/min離心10 min；取100 μL上清液轉移到新的離心管中，加入0.4 mL丙酮搖勻，靜置1.5～2.0 h，10 000 r/min離心10 min，棄上清液，在沉淀中加70 μL，樣品提取液2 h以上。

1.2.2 HMW-GS的電泳。SDS-PAGE凝膠電泳采用不連續分離系統。制膠：采用10%分離膠（pH值8.8）和3.7%濃縮膠（pH值6.8）。電泳：上、下泳槽內分別倒入適量的電極緩沖液，用穩流進行電泳。指示劑進入分離膠后用15 mA電流進行電泳，指示劑出帶后繼續電泳1 h。染色和脫色：考馬斯亮藍染色2 d，蒸餾水脫色直至背景淺淡，帶型清晰照相。谷蛋白亞基編碼和命名根據Payne and Lawrence的方法命名亞基。

2 結果與分析

2.1 亞基分布與分析

以中國春小麥（N，7+8，2+12）為對照材料，對57份小麥的高分子量谷蛋白亞基進行鑒定分析，結果分別見表1、2，部分材料的高分子谷蛋白亞基電泳圖譜見圖1。

由表1和表2可以看出，伊犁河谷近50年來小麥品種3次更新推廣的本地育成與引進的主栽品種具有較豐富的HMW-GS類型和亞基組合類型。在57份材料中共有16種亞基類型，Glu-A1位點4種（null、1*、2*、1），分別占49.1%、33.3%、17.5%、1.75%；Glu-B1位點6種（7+8、7+9、17+18、13+19、13+16、14+15），分別占43.9%、35.1%、8.8%、7%、3.5%、1.7%；Glu-D1位點7種（2+12、5+10、5+12、2+10、2.2+12、5、2），分別占64.9%、13.8%、14%、7%、1.75%、1.75%、1.75%，同時存在2和5這2種單亞基；各自位點的優勢亞基分別是null（49.1%）、7+8（43.9%）、2+12（64.9%），優質亞基5+10的頻率是13.6%。

由表2可看出，伊犁河谷1960—1980年引進推廣的小麥品種在Glu-A1位點除了無芒冬麥存在1*和2*這2種亞基，其他均為null亞基；Glu-B1位點基本以7+8、7+9亞基為主，稀有亞基13+16出現頻率較高，占到同期品種頻率的21.4%，還有13+19亞基存在；Glu-D1位點以2+12亞基為主，只有波蘭麥存在優質亞基5+10。1980—2000年以本地育成伊農系列品種為主栽品種，這些品種經過多代選育，多數在2個基因位點上有優質亞基，Glu-A1位點以1亞基為主，Glu-B1位點以7+8亞基為主。2000年以后，育種及引進推廣的品種（系）在各個位點上的亞基組合類型也更為豐富，優質亞基出現頻率較高。

2.2 不同亞基組合在供試材料中的分布

由表3可知，57份材料中，Glu-1位點共檢測出28種亞基組合類型，類型較多[3-4]。國內外多數研究表明，Glu-A1位點1和2*亞基，Glu-B1位點7+8、17+18、13+16、14+15亞基，Glu-D1位點6種5+10、5+12亞基為優質亞基[5]。據此，從供試材料中篩選出在2個基因位點上有優質亞基的小麥品種15份，在3個基因位點上均有優質亞基的小麥品種7份。

3 結論與討論

在57份材料中發現了較多的普通小麥罕見的Glu-1編碼，如Glu-A1編碼中的HMW-GS亞基1*、2*，Glu-B1編碼中的亞基17+18、13+16、14+15、2.2+12、13+19，Glu-D1編碼中的單亞基5、12。

在Glu-1位點共發現16種HMW-GS和28種不同亞基組合形式，HMW-GS變異較豐富，亞基組合類型多。其中，在Glu-A1位點優質亞基（1*、1、2*）的頻率為51.7%，遠遠高于國內育成品種（30.6%～42.6%）和新疆小麥品種（30.7%）中的頻率，在Glu-B1位點優質亞基（7+8、17+18、13+16、14+15）的頻率為61.4%，遠遠高于國內育成品種（42.00%～56.36%）和新疆小麥品種（39.77%）中的頻率，在Glu-D1位點優質亞基（5+10、5+12）的頻率為26.9%，高于國內育成品種（15.7%～18.6%），低于新疆小麥品種（36.36%）中的頻率[6-7]。

總之，近30多年來，自育和引進品種（系）中優質亞基1、2*和7+8的頻率大幅增長，但5+10和5+12亞基頻率還有待提高[8-10]。

4 參考文獻

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