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鎮麥品種相關品質性狀基因的分子標記檢測分析

2023-06-08 03:54:52郭瑞姚維成陳琛曲朝喜溫明星劉家俊鄧垚申雪懿李東升
江蘇農業學報 2023年1期

郭瑞 姚維成 陳琛 曲朝喜 溫明星 劉家俊 鄧垚 申雪懿 李東升

摘要: 為了闡明鎮麥品種相關品質基因分布特點,以11份鎮麥品種為試驗材料,分別利用單粒谷物特性測定系統測定籽粒硬度指數,采用分子標記和瓊脂糖凝膠電泳分離技術檢測籽粒硬度基因、高/低分子量麥谷蛋白亞基(HMW-GS、LMW-GS)、Wx基因以及面粉色澤相關基因等分布特點,并結合十二烷基磺酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS-PAGE)技術明確鎮麥材料的HMW-GS類型。結果表明,硬度指數大于60的鎮麥品種有9份,均可檢測到硬度基因突變。HMW-GS分布特點為:鎮麥168等8份材料的組合均為1/7+9/5+10,鎮麥11號為1/7+8/2+12,鎮麥17和鎮麥19為Null/7+8/2+12。LMW-GS有Glu-A3c、Glu-A3d、Glu-B3b、Glu-B3f和Glu-B3g 5種基因型,其中鎮麥168、鎮麥13和鎮麥17為Glu-A3c/Glu-B3g,鎮麥11號為Glu-A3d/Glu-B3g,鎮麥19為Glu-A3c/Glu-B3b,其余6份鎮麥品種均為Glu-A3c/Glu-B3f。Wx基因的檢測結果表明,鎮麥品種中未檢測到Wx基因突變,均為野生型。面粉色澤及相關基因檢測結果為:鎮麥材料的面粉白度為74.47~78.70,其中鎮麥168的白度最小;鎮麥168等8份材料的基因型為Ppo-A1b/Ppo-B1a/Ppo-D1b/TaLox-B1b,鎮麥11號和鎮麥19為Ppo-A1a/Ppo-B1a/Ppo-D1a/TaLox-B1b,鎮麥17為Ppo-A1a/Ppo-B1a/Ppo-D1a/b/TaLox-B1b;鎮麥168、鎮麥12號和鎮麥16為Psy-A1b/Psy-B1d/Psy-D1a,鎮麥11號和鎮麥13為Psy-A1b/Psy-B1b/Psy-D1a,其余6份鎮麥品種為Psy-A1b/Psy-B1a/Psy-D1a。

關鍵詞: 小麥;品質;基因;分子標記

中圖分類號: S512.1+10.1 文獻標識碼: A 文章編號: 1000-4440(2023)01-0001-14

Analysis of molecular markers detection for genes related to quality traits in Zhenmai wheat cultivars

GUO Rui1,2, YAO Wei-cheng1, CHEN Chen1,2, QU Chao-xi1, WEN Ming-xing1,2, LIU Jia-jun1, DENG Yao1, SHEN Xue-yi1, LI Dong-sheng1,2

(1.Zhenjiang Institute of Agricultural Sciences in the Hilly Area of Jiangsu Province, Jurong 212400, China;2.Jiangsu Key Laboratory of Crop Genomics and Molecular Breeding/ College of Agriculture, Yangzhou University, Yangzhou 225009,? China)

Abstract: This study was designed to elucidate the distribution characteristics of quality-related genes in Zhenmai wheat varieties. Eleven wheat varieties of Zhenmai were used as the tested materials. Grain hardness was measured by single kernel characterization system. The distribution characteristics of hardness gene, high molecular weight glutenin subunit (HMW-GS) gene, low molecular weight glutenin subunit (LMW-GS) gene, Wx gene, and flour color related genes in Zhenmai varieties were detected by molecular markers and agarose gel electrophoresis technology, and HMW-GS was determined by sodium dodecyl sulphate-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE). The results showed that nine Zhenmai wheat varieties were hard wheats, and the hardness gene mutation could be detected. Distribution characteristics of HMW-GS were analyzed, and it was found that the subunit combinations of eight wheat varieties including Zhenmai 168 were 1/7+9/5+10, the subunit combination of Zhenmai 11 was 1/7+8/2+12, the subunit combinations of Zhenmai 17 and Zhenmai 19 were Null/7+8/2+12. For LMW-GS compositions, there were five genotypes, Glu-A3c, Glu-A3d, Glu-B3b, Glu-B3f and Glu-B3g. LMW-GS compositions of Zhenmai 168, Zhenmai 13 and Zhenmai 17 were Glu-A3c/Glu-B3g, Zhenmai 11 and Zhenmai 19 were Glu-A3d/Glu-B3g and Glu-A3c/Glu-B3b, respectively, other six wheat varieties were Glu-A3c/Glu-B3f. The detecting results of Wx gene indicated that there was no Wx gene mutation in Zhenmai varieties. The flour whiteness of Zhenmai wheat varieties was 74.47-78.70, and the whiteness of Zhenmai 168 was the lowest. Genotypes of eight Zhenmai wheat varieties including Zhenmai 168 were Ppo-A1b/Ppo-B1a/Ppo-D1b/TaLox-B1b, Zhenmai 11 and Zhenmai 19 were Ppo-A1a/Ppo-B1a/Ppo-D1a/TaLox-B1b, Zhenmai 17 was Ppo-A1a/Ppo-B1a/Ppo-D1a/b/ TaLox-B1b. Psy gene compositions of Zhenmai 168, Zhenmai 12 and Zhenmai 16 were Psy-A1b/Psy-B1d/Psy-D1a, Zhenmai 11 and Zhenmai 13 were Psy-A1b/Psy-B1b/Psy-D1a, other six Zhenmai wheat varieties were Psy-A1b/ Psy-B1a/Psy-D1a.

Key words: wheat;quality;gene;molecular markers

鎮麥品種因優質紅皮中強筋方面的優勢,近年來備受關注,并被廣泛用作親本資源。鎮麥168是江蘇省淮南麥區首個紅皮中強筋小麥品種,且后續鎮麥品種多以優質中強筋、強筋品種為主,為江蘇省淮南麥區開展中強筋、強筋小麥新品種選育奠定了堅實基礎。前人對鎮麥相關品種的選育和生理特性進行了研究,并形成了相應的栽培技術規程,但對鎮麥品質特性的研究相對較少,因此研究其品質遺傳規律將為小麥育種及生產應用等方面提供理論支撐,非常必要。

目前,影響小麥品質的硬度、高分子量谷蛋白亞基、低分子量谷蛋白亞基、Wx基因、多酚氧化酶和黃色素等相關品質性狀的功能性分子標記已得到廣泛應用。籽粒硬度是小麥品質分類的重要依據,主要由Pina、Pinb基因控制[1],Pina-D1b、Pinb-D1b[2-3]基因的功能標記已在小麥輔助篩選中廣泛應用。麥谷蛋白是影響小麥面粉加工品質的重要因素,其構成亞基根據分子量大小可分為高分子量麥谷蛋白亞基(HMW-GS)和低分子量麥谷蛋白亞基(LMW-GS)。其中,HMW-GS在改進小麥的面筋品質中有重要作用[4],而LMW-GS影響面團的強度和延伸性,其等位變異對小麥面筋品質和籽粒蛋白組分含量均有顯著影響[5]。目前HMW-GS主要有Ax1、Null、Ax2*、Bx7、Bx7OE、By8、By9、By17、Dx2、Dy12、Dx5和Dy10等類型,優質的LMW-GS基因包括Glu-A3d、Glu-B3b、Glu-B3g等[6-12]。編碼直鏈淀粉合成的關鍵基因Waxy,其等位基因類型決定了直鏈淀粉的含量,進而影響小麥的品質。普通小麥含有3種類型的Wx基因,即Wx-A1、Wx-B1和Wx-D1[13-15],其中任一基因功能異常,尤其是Wx-B1,都會影響直鏈淀粉合成,改變糊化溫度和膨脹特性[16-17]。面粉及面制品的色澤主要與色素含量相關,是由多酚氧化酶(PPO)、脂肪氧化酶(LOX)等對色素類物質的氧化降解,以及八氫番茄紅素合酶(PSY)等對色素類物質的合成積累來調控[18-20]。PPO是導致面制品褐變的主要因素,其蛋白質活性主要由不同基因型決定[21],PPO18[22]、F-8[23]、STS01[24]、PPO16和PPO29[25]等功能標記可用來鑒定各染色體上的控制高/低PPO活性的等位基因。LOX可以促進多聚不飽和脂肪酸釋放出高活性氧自由基,氧化類胡蘿卜素等色素類物質,從而對面粉顏色起到漂白作用[26-27],可有效檢測TaLox-B1基因的顯性標記有LOX16和LOX18[28]。黃色素含量與面制品的外觀品質顯著相關,用于鑒別控制高/低黃色素含量的等位基因的標記主要有YP7A、YP7B和YP7D[29-30]

鎮麥品種品質優良,但其相關品質的遺傳特性尚不清楚,相關品質性狀基因的研究尚處于起步階段。本研究擬對鎮麥168及鎮麥9號等鎮麥品種的品質相關性狀進行功能標記檢測,明確其品質遺傳特性,篩選優質親本資源,探索鎮麥品種優異品質形成機理,以期為優質中強筋、強筋小麥品種的選育提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料包括鎮麥168、鎮麥9號、鎮麥10號、鎮麥11號、鎮麥12號、鎮麥13、鎮麥15、鎮麥16、鎮麥17、鎮麥18和鎮麥19(表1),對照材料為揚麥158和揚麥20,共計13份原種材料,其中鎮麥相關材料均由江蘇丘陵地區鎮江農業科學研究所選育,對照品種來源于江蘇里下河農業科學研究所。2018-2021年連續3年統一種植在江蘇丘陵地區鎮江農業科學研究所農業科技創新中心小麥展示示范基地,成熟期按小區收獲、脫粒,并進行品質分析。

1.2 硬度測定

采用單粒谷物特性測定儀(Perten公司產品,SKCS 4100型)測定籽粒硬度指數,測定方法按GB/T 2304-2007執行,測定前確保每個樣本的純度。

1.3 白度測定

利用智能白度測定儀(杭州天成光電有限公司產品,WGB-2000L型)分析小麥面粉白度,每個樣品設3個重復。

1.4 分子標記鑒定

小麥籽粒DNA的提取采用十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)法。PCR反應體系:2×Taq Mix 7.5 μl,10 μmol/L的引物各0.5 μl,模板DNA為1.0 μl,加ddH2O補足至15.0 μl。擴增程序:94 ℃預變性3 min;94 ℃變性30 s,53~62 ℃退火30 s,72 ℃延伸30 s(延伸時間根據產物大小按1 kb/min調整),擴增30~35個循環,72 ℃延伸10 min,16 ℃保溫。

PCR反應產物在1%~3%的經溴化乙錠(EB)染色的瓊脂糖凝膠中進行電泳,利用凝膠成像儀拍照觀察。引物序列見表2。

1.5 SDS-PAGE蛋白質電泳

選取無病小麥種子,按照張平平等[31]的方法進行蛋白質提取及SDS-PAGE電泳檢測,對試驗材料的HMW-GS進行分析。

2 結果與分析

2.1 小麥籽粒硬度指數及硬度基因分子標記檢測

利用單粒谷物特性測定系統(SKCS)法測定籽粒硬度,硬度指數≥60的為硬質麥,40~60的為混合麥,<40的為軟質麥[42]。硬度指數和分子標記檢測結果表明,鎮麥品種中硬度指數>60的硬質麥有9份,硬度指數<60的混合麥有2份。鎮麥品種及對照品種揚麥158和揚麥20的等位變異類型均為Pina-D1a類型;鎮麥9號、鎮麥10號、鎮麥15、鎮麥18和揚麥158為Pinb-D1b類型,鎮麥168、鎮麥12號、鎮麥13和鎮麥16為Pinb-D1p類型,且硬度指數大于60,其余材料為Pinb-D1a類型(圖1、表3)。利用Pina-N1、Pina-N2和Pina-N3標記引物對Pina-D1a類型的材料進行擴增,結果表明無Pina-D1b、Pina-D1c、Pina-D1l、Pina-D1r和Pina-D1s等變異類型。Pinb-D1的擴增產物測序比對結果進一步驗證了鎮麥9號等材料為Pinb-D1b類型,而鎮麥168、鎮麥12號、鎮麥13和鎮麥16的擴增產物序列缺失單堿基G,為Pinb-D1p類型。

M:DL2 000 DNA marker;1:鎮麥168;2:鎮麥9號;3:鎮麥10號;4:鎮麥11號;5:鎮麥12號;6:鎮麥13;7:鎮麥15;8:鎮麥16;9:鎮麥17;10:鎮麥18;11:鎮麥19;12:揚麥158;13:揚麥20。

2.2 高/低相對分子質量麥谷蛋白亞基的分子標記檢測

HMW-GS的分子標記檢測結果(圖2、表4)表明,11份鎮麥品種在Glu-A1、Glu-B1和Glu-D1 3個位點上有8種亞基類型,分別為1或Null、7、8、9、2、5、10和12。利用UMN19和Ax2*區分Glu-A1位點上的Ax2*與Ax1或Null,試驗材料均為Ax1或Null類型,無Ax2*類型。Glu-B1位點利用bx7、TaBAC1215C06-F517/R964、TaBAC1215C06-F24671/R25515、ZSBy9aF1/R3和ZSBy8F5/R5來區分鑒定,PCR擴增結果表明,試驗材料均為Bx7類型。鎮麥11號、鎮麥17、鎮麥19和揚麥158均有By8基因,而鎮麥168等9份材料均含有By9基因。利用共顯性標記UMN25和UMN26來區分Dx5、Dx2和Dy10、Dy12,其試驗材料檢測結果為,鎮麥11號、鎮麥17、鎮麥19、揚麥158和揚麥20為2+12等位變異類型,其余鎮麥品種均為5+10等位變異類型。綜上所述,試驗材料Glu-A1位點上的等位變異類型為1或Null,Glu-B1位點上的等位變異類型為7+8和7+9,Glu-D1位點上的等位變異類型為2+12和5+10。進一步利用SDS-PAGE電泳來區分Glu-A1位點上的1和Null(圖3),并且驗證Glu-B1位點和Glu-D1位點的分子標記可用性。結合分子標記和蛋白質電泳結果,13份材料中檢測出1/7+9/5+10、1/7+8/2+12、Null/7+8/2+12和Null/7+9/2+12共4種HMW-GS組合,其中鎮麥168、鎮麥9號、鎮麥10號、鎮麥12號、鎮麥13、鎮麥15、鎮麥16和鎮麥18均為1/7+9/5+10,鎮麥11號為1/7+8/2+12,鎮麥17、鎮麥19和揚麥158為Null/7+8/2+12,揚麥20為Null/7+9/2+12。

低相對分子質量麥谷蛋白Glu-A3位點的各個標記檢測結果為:鎮麥11號為Glu-A3d類型,其余12份材料均為Glu-A3c類型;Glu-B3位點上,鎮麥19為Glu-B3b,其余材料均為Glu-B3f或Glu-B3g類型。進一步利用SB7F/SB7R標記擴增,結果表明鎮麥168、鎮麥11號、鎮麥13、鎮麥17、揚麥158和揚麥20為Glu-B3g類型,鎮麥9號、鎮麥10號、鎮麥12號 、鎮麥15、鎮麥16和鎮麥18為Glu-B3f類型(圖4、表4)。

M、1~13見圖1注。

2.3 Wx基因分子標記檢測

MAG264、BDFL/BRC1和BFC/BRC2、Wx-D1分子標記可分別鑒定Wx-A1、Wx-B1和Wx-D1等位基因的分布特點。上述標記在Wx-A1、Wx-B1和Wx-D1位點上,在野生材料和突變材料中分別對應的目標條帶大小為336 bp和317 bp、778 bp和668 bp、840 bp和260 bp,2種條帶同時出現的為雜合型材料,對應的基因型分別為Wx-A1a和Wx-A1b、Wx-B1a和Wx-B1b、Wx-D1a和Wx-D1b [13-15]。以上3個位點的分子標記檢測結果表明,13份試驗材料均為Wx-A1a、Wx-B1a、Wx-D1a野生型,無突變型和雜合型(圖5、表4)。

2.4 面粉色澤相關基因分子標記檢測

共顯性標記PPO18,可用于區分控制高/低PPO活性的等位基因Ppo-A1a和Ppo-A1b,其對應的目的片段大小分別為685 bp和876 bp[22]。標記F-8可以區分Ppo-B1a和Ppo-B1b,擴增出雙條帶(400 bp和600 bp)的與低PPO活性材料相關,而只擴增出單條帶(400 bp)的與高PPO活性材料相關[35]。標記PPO16和PPO29分別能擴增出713 bp和490 bp的靶片段,分別對應的是Ppo-D1a(低PPO活性)和Ppo-D1b(高PPO活性)[6, 36]。以上4個分子標記的檢測結果(圖6、表5)表明,Ppo-A1位點上,鎮麥11號、鎮麥17和鎮麥19為Ppo-A1a,對照揚麥158和揚麥20均為Ppo-A1a,其余8份材料為Ppo-A1b;Ppo-B1位點上,所有材料均為Ppo-B1a;Ppo-D1位點上,鎮麥11號、鎮麥19、揚麥158和揚麥20為Ppo-D1a,鎮麥17為雜合型,其余材料均為Ppo-D1b。另外一個Ppo-D1的功能標記STS01,與低PPO活性密切相關[24],本研究中在Ppo-D1位點上表現為低PPO活性的材料有鎮麥11號、鎮麥17、鎮麥19、揚麥158和揚麥20,這與PPO16的擴增結果一致。LOX16和LOX18能有效地檢測TaLox-B1基因,在高/低LOX活性材料中能擴增出的靶片段大小分別為489 bp和791 bp,分別對應TaLox-B1a和TaLox-B1b[28],標記檢測結果(圖6)表明,鎮麥品種均為TaLox-B1b,無TaLox-B1a及雜合型。

八氫番茄紅素合酶(PSY)基因Psy-A1對應的標記為YP7A-1、YP7A-2,Psy-B1對應的標記為YP7B-1、YP7B-2、YP7B-3、YP7B-4,Psy-D1對應的標記為YP7D-1、YP7D-2。其中YP7A-1在高、低黃色素含量的Psy-A1a/c和Psy-A1b上對應的目標片段大小分別為194 bp和231 bp,YP7A-2可進一步區分Psy-A1a/b和Psy-A1c,其目標片段分別為1 686 bp和1 001 bp。YP7B-1、YP7B-2、YP7B-3、YP7B-4可分別用于區分Psy-B1a和Psy-B1b、Psy-B1c、Psy-B1d和Psy-B1e,擴增的片段分別為151 bp/156 bp、428 bp、884 bp和717 bp。YP7D-1和YP7D-2可以用來區分Psy-D1a和Psy-D1g,擴增片段為1 074 bp/1 093 bp和967 bp/1 064 bp[41]。本研究檢測結果(圖7、表5)表明,13份試驗材料均為Psy-A1b類型,鎮麥168、鎮麥12號和鎮麥16為Psy-B1d,鎮麥11號和鎮麥13為Psy-B1b,鎮麥9號、鎮麥10號、鎮麥15、鎮麥17、鎮麥18、鎮麥19、揚麥158和揚麥20為Psy-B1a,Psy-D1位點均為Psy-D1a。

白度分析結果表明供試材料的白度值為74.47~79.03(表5),其中11份鎮麥材料中,在Ppo-D1位點上含有低PPO活性的鎮麥11號、鎮麥17和鎮麥19面粉白度顯著高于鎮麥168等Psy-B1d基因型的品種。雖然鎮麥13和鎮麥18在Ppo-D1位點上含有高PPO活性,但其面粉白度為77.90和78.20,相對較高。對照品種揚麥158含有Ppo-D1a,但其面粉白度相對較小。因此,面粉白度不僅與相關基因的基因型有關,還受其他因素的影響,面粉色澤相關基因類型及其他因素與面粉白度的相關性,還需要進一步研究。

3 討論

鎮麥品種的親本來源相對簡單,其中鎮麥168、鎮麥9號和鎮麥10號均來源于同一親本組合,鎮麥12號來源于鎮麥168系選株系,鎮麥18是以鎮麥168為母本選育而來。籽粒硬度基因Pina或Pinb中有一個發生突變都會導致小麥籽粒硬度變硬,影響小麥品質[1-3]。鎮麥9號、鎮麥10號、鎮麥15和鎮麥18中可檢測到Pinb-D1b突變型,結合硬度指數測定結果來看,鎮麥168等硬度指數大于60的品種雖未檢測Pinb-D1b突變型,但通過測序比對發現其屬于Pinb-D1p突變型。蘇麥6號中可檢測到Pinb-D1b,因此,鎮麥9號和鎮麥10號的Pinb-D1基因型可能來源于蘇麥6號,在利用蘇麥6號等材料構建的DH群體中,需加強Pinb-D1b的篩選,加強品質育種中硬度指數高、有硬度基因突變的材料利用。

HMW-GS和LMW-GS在強筋小麥品種選育中能改進小麥面筋品質[43-44]。胡琳等45研究結果表明不同位點優異HMW-GS的品質效應可以累加,對于強筋小麥選育而言,1/7+8/5+10組合的面筋指數、形成時間和面筋強度均處于較高水平,此外,1/7+9/5+10、Null/7+8/2+12等組合的面筋強度也較好。強筋小麥的面團彈性和延展性可以通過LMW-G的優異組合來改善和提高[5],其中Glu-3位點的不同LMW-GS對面團彈性和加工品質影響最大的是Glu-B3,其次是Glu-A3[46],而Glu-D3位點差異對小麥品質的影響不大。優質的LMW-GS主要有Glu-A3d、Glu-B3b、Glu-B3g和Glu-B3i [47-48],因此在優質小麥品質育種中,可以加強這些優質亞基的應用。本研究使用的鎮麥品種中可以檢測到部分優質的HMW-GS和LMW-GS的亞基,如7+8、5+10、Glu-A3d、Glu-B3b,但沒有檢測到1/7+8/5+10優異組合,鎮麥168等中強筋、強筋小麥品種的HMW-GS組合類型均為1/7+9/5+10。而含HMW-GS和LMW-GS相對優質亞基的材料有鎮麥168和鎮麥13(1/7+9/5+10,Glu-A3c/Glu-B3g),這可能是鎮麥168和鎮麥13在長江中下游麥區種植時品質穩定的原因。因此,后續小麥新品種選育中可以通過聚合7+8和5+10組合及優質的LMW-GS亞基,優化小麥品種的面筋特性。揚麥158和揚麥20的HMW-GS和LMW-GS檢測結果及本研究中其他品質相關基因的檢測結果均與已發表文章中的結果一致[49]

鎮麥品種中均未檢測到Wx基因的突變型,想要選育出低直鏈淀粉含量面條專用小麥品種可通過聚合Wx-B1突變基因降低面粉中的直鏈淀粉含量,降低面粉糊化溫度,改善面條品質[50-52]。小麥籽粒中PSY、PPO、LOX等氧化酶降解色素類物質影響面粉色澤、磨粉品質等品質性狀[53-55]。PPO含量低,對面粉、面制品加工和保存過程中色澤褐變有重要作用[56]。鎮麥168等8份鎮麥品種在Ppo-A1、Ppo-B1位點均含有低PPO活性基因片段,而在Ppo-D1位點,這些材料則含有高PPO活性基因片段。鎮麥11號、鎮麥17和鎮麥19在Ppo-A1位點則可以檢測到高PPO活性基因片段,而在Ppo-D1位點則可以檢測到低PPO活性基因片段。結合面粉白度分析結果,Ppo-D1位點上的高PPO活性,可能是造成鎮麥168等品種的面粉白度值偏小的重要原因。因此,在小麥品種選育過程中加強Ppo-A1和Ppo-D1位點上低PPO活性基因聚合,對面粉白度大的強筋小麥品種選育有重要作用。LOX催化不飽和脂肪酸的氧化,通過氧化降解色素類物質來影響面粉及面制品顏色[57]。本研究中鎮麥品種材料均為低LOX活性品種,其面粉白度小及面制品顏色偏深也可能與LOX活性低有直接關系。PSY是影響黃色素合成的限速酶,抑制Psy基因的功能對改良面粉及面粉制品顏色具有推動作用[58]。鎮麥品種在Psy-A1/D1位點上均為Psy-A1b/Psy-D1a基因型,為低黃色素含量的材料,而鎮麥168、鎮麥12號和鎮麥16在Psy-B1位點為高黃色素含量的基因型Psy-B1d。我們在利用鎮麥品種面粉制作面包、面條等面制品的時候也觀察到鎮麥168、鎮麥12號和鎮麥16相應的面制品的顏色相對較深,而這3份材料的面粉白度值也較小。面粉色澤相關基因的基因型以及PPO和黃色素等的含量對面粉白度的影響,還需要進一步研究。

4 結論

在11份鎮麥品種中,鎮麥9號、鎮麥10號、鎮麥15和鎮麥18均可檢測到Pinb-D1b硬度突變基因,鎮麥168、鎮麥12號、鎮麥13和鎮麥16均可檢測到Pinb-D1p硬度突變基因,且上述材料的硬度指數均大于60。HMW-GS組合類型:鎮麥168等8份中強筋、強筋小麥品種均為1/7+9/5+10組合,鎮麥11號、鎮麥17和鎮麥19分別為1/7+8/2+12、Null/7+8/2+12、Null/7+8/2+12組合。LMW-GS組合類型:鎮麥11號的組合為Glu-A3d/Glu-B3g,鎮麥19為Glu-A3c/Glu-B3b,鎮麥168、鎮麥13和鎮麥17為Glu-A3c/Glu-B3g,其余鎮麥品種均為Glu-A3c/Glu-B3f。鎮麥品種中未檢測到Wx基因突變,均為野生型。面粉色澤相關基因分布特點:鎮麥168等8份材料表現為Ppo-A1b/Ppo-B1a/Ppo-D1b/TaLox-B1b,鎮麥11號和鎮麥19為Ppo-A1a/Ppo-B1a/Ppo-D1a/TaLox-B1b,鎮麥17為Ppo-A1a/Ppo-B1a/Ppo-D1a/b/TaLox-B1b;鎮麥168、鎮麥12號和鎮麥16為Psy-A1b/Psy-B1d/Psy-D1a,鎮麥11號和鎮麥13為Psy-A1b/Psy-B1b/Psy-D1a,其余6份鎮麥品種為Psy-A1b/Psy-B1a/Psy-D1a。鎮麥材料的面粉白度值為74.47~78.70,整體偏小。鎮麥品種品質優良,但Wx蛋白、面粉色澤相關的部分品質仍需進一步改良,對已存在的優異基因片段,在后續品種改良中要充分利用,硬度、色澤等相關性狀需進一步加強研究。而在強筋小麥品質育種中,需注重7+8、5+10亞基和Pinb-D1b變異位點,以及低PPO和低黃色素含量基因等標記的篩選與聚合,優化鎮麥品種品質特性。

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(責任編輯:張震林)

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