黃淮地區小麥品系（種）HMW-GS組成和品質分析

王 倩，謝三剛，許 琦，任文斌

（山西農業大學棉花研究所，山西運城044000）

小麥是我國主要糧食作物之一，隨著生產技術和生活質量的提高，高質量的小麥面粉是當前以及未來小麥育種的重要目標。高分子量麥谷蛋白占小麥貯藏蛋白的10%，它由位于第一同源群1A、1B和1D染色體長臂的Glu-A1、Glu-B1和Glu-D1位點（統稱為Glu-1位點）上的復等位基因所控制，存在多個等位變異[1]。已有研究結果表明，HMW-GS與小麥品質密切相關[2]。通過對HMW-GS的改良，可以改善小麥的加工品質[3-4]。

本研究通過對黃淮地區小麥品系（種）HMW-GS組成的測定，旨在初步了解黃淮麥區小麥品系（種）的品質，為優質小麥品種選育提供依據，并進一步揭示HMW-GS對小麥品質特性的影響。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試材料是從參加近3 a黃淮地區小麥區試品種中選取的21個品系（種），對照品種為中國春（Null、7＋8、2＋12）。

1.2 試驗方法

1.2.1 HMW-GS的組成分析 對試驗材料進行HMW-GS提取，并采用SDS-PAGE方法對HMWGS的組成進行分析[5-7]。HMW-GS的命名參照PAYNE等[2]的方法。

1.2.2 品質分析 小麥品質指標蛋白質含量、濕面筋含量和沉淀值采用DA7200型二極管陣列近紅外光譜儀（瑞典Perten）進行分析。

1.3 數據分析

試驗數據用SPSS軟件進行分析處理。

2 結果與分析

2.1HMW-GS組成分析

由表1和圖1可知，21份小麥材料中共檢測到11種HMW-GS組成類型。其中，1/2＋12/7＋9、Null/2＋12/7＋9、1/5＋10/7＋9、Null/5＋10/7＋9 出現的頻率較高，均為14.29%。在參加試驗的材料中，同時出現3個優質亞基的材料（1/5＋10/7＋9、1/5＋10/14＋15、1/5＋10/17＋18）僅有 5 份，所占頻率為23.81%；同時出現2個優質亞基的材料（1/14＋15、1/7＋9、1/5＋10、5＋10/7＋9）有 9 份，所占頻率為42.86%。

表1 HMW-GS亞基組成類型

2.2HMW-GS等位變異

控制HMW-GS的Glu-1位點有3個等位基因，分別是Glu-A1、Glu-B1、Glu-D1。21份材料中，不同等位基因間亞基變異及出現的頻率列于表2。

表2 HMW-GS等位變異及頻率

由表2可知，Glu-A1位點有2種變異：1和Null。其中，優質亞基1出現的頻率較高；Glu-B1位點有 4 種變異，分別是 17＋18、14＋15、7＋8、7＋9，所占頻率分別為4.76%、14.29%、23.81%、57.14%，以優質亞基7＋9為主；Glu-D1位點也出現2種變異：2＋12和5＋10，所占頻率分別為42.86%和57.14%。

2.3 品質分析

從表3可以看出，小麥籽粒蛋白質含量的變異幅度為12.05%～16.62%，平均蛋白質含量為14.29%；濕面筋平均值為33.92%，變異幅度為27.84%～38.86%；沉淀值的變異系數為1.02，變異幅度較大。

表3 供試材料的品質性狀

3 結論與討論

研究表明，HMW-GS特定的亞基能夠明顯改善小麥品質[8-12]。在Glu-A1位點，亞基1和1*對小麥品質的影響大于亞基Null，亞基2*和亞基1之間的效應高低尚存在分歧。在Glu-B1位點，因其等位變異位點較多，故該位點內各亞基對品質的效應大小較為復雜。多數研究表明，各亞基對品質的效應大小基本表現為 17＋18＞7＋8＞7＋9＞6＋8[13-16]。在Glu-D1位點，亞基5＋10對小麥品質的影響優于其他亞基[17-19]。本試驗選取的近3 a參加黃淮麥區區試的21份小麥品系中，在Glu-A1位點，檢測出含有優質亞基1和劣質亞基Null的品系份數基本相同，表明在該位點，小麥品質并未得到改善；在Glu-B1位點，檢測出的亞基多數為優質亞基，表明該位點的優質性得到了明顯改善；在Glu-D1位點，含有優質亞基的材料數高于含有劣質亞基的材料數，表明該位點的優質性得到了一定的改善。品質分析結果表明，蛋白質、濕面筋含量以及沉淀值變異幅度較大，這可能是因為選取的小麥材料品質參差不齊。

本研究中，在Glu-B1位點檢測出含有優質亞基的材料占86%，但有研究表明，各位點對小麥品質的貢獻不是單獨發揮作用，而是位點之間產生加性效應或者互作效應，從而對小麥品質產生影響[20-22]。這可能是導致小麥品質參差不齊的原因。另有研究表明，LMW-GS以及淳溶蛋白的存在也會對小麥的品質產生影響[21-23]。