伊犁河谷不同时期小麦高分子量谷蛋白亚基组成分析

张喜琴++李卫华++简大为++苏甫热木+张燕++祁军

摘要 为了了解伊犁河谷小麦的品质状况，采用SDS-PAGE电泳技术对伊犁河谷50多年来不同历史时期主要推广的小麦品种（系）高分子量谷蛋白亚基（HMW-GS）组成、变异及出现频率进行了分析。结果表明：在这些品种中Glu-A1、Glu-B1、Glu-D1位点上的等位变异分别为4、6、7种，各自位点的优势亚基分别是null、7+8、2+12，其频率分别是49.1%、43.9%、64.9%。在Glu-1位点共检测出28种亚基组合，其中组合（null，7+8，2+12）的频率最高，为19.2%，其次是组合（1，7+8，2+12）和（1，7+9，2+12），其频率分别为12.3%、10.5%，其他亚基组合的频率均低于10%。另外，在Glu-A1位点上还检测到了1个新的亚基1*，Glu-D1位点上检测到了单亚基5、12。从供试材料中筛选出在2个基因位点上有优质亚基的小麦品种15份，在3个基因位点上均有优质亚基的小麦品种7份，可供优质小麦育种利用。

关键词 小麦；高分子量谷蛋白亚基；伊犁河谷

中图分类号 TS213 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）20-0257-03

小麦高分子量谷蛋白亚基（HMW-GS）的组成与小麦面粉的理化谷蛋白仅占胚乳储藏蛋白的10%，但其数目和组成与小麦的烘烤品质关系密切[1-2]。

伊犁河谷是新疆小麦主要种植区之一，小麦栽培历史悠久，种质资源丰富，蕴含了大量的优良基因，有待开发利用。本研究旨在通过对伊犁河谷50多年来小麦品种3次更新推广的本地育成与引进的57个主栽小麦品种（系）高分子量谷蛋白亚基组成进行分析，了解伊犁河谷小麦高分子量谷蛋白亚基构成及优质亚基存在形式和分布规律，从而为这些材料的进一步利用和伊犁小麦乃至新疆小麦品质的改良提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为伊犁河谷50多年来不同历史时期主要育成（引进）推广的57个小麦品种（系）。

1.2 试验方法

1.2.1 HMW-GS的提取。每份样品取1粒小麦种子研磨后放入15 mL离心管加入0.5 mL 50%异丙醇，60 ℃水浴30 min，其间搅动2次，10 000 r/min离心3 min，弃上清液；重复步骤2次；在残留物中加75 μL提取液B1混匀，60 ℃水浴30 min；加入75 μL提取液B2混匀，60 ℃水浴烷化处理1 h，10 000 r/min离心10 min；取100 μL上清液转移到新的离心管中，加入0.4 mL丙酮摇匀，静置1.5～2.0 h，10 000 r/min离心10 min，弃上清液，在沉淀中加70 μL，样品提取液2 h以上。

1.2.2 HMW-GS的电泳。SDS-PAGE凝胶电泳采用不连续分离系统。制胶：采用10%分离胶（pH值8.8）和3.7%浓缩胶（pH值6.8）。电泳：上、下泳槽内分别倒入适量的电极缓冲液，用稳流进行电泳。指示剂进入分离胶后用15 mA电流进行电泳，指示剂出带后继续电泳1 h。染色和脱色：考马斯亮蓝染色2 d，蒸馏水脱色直至背景浅淡，带型清晰照相。谷蛋白亚基编码和命名根据Payne and Lawrence的方法命名亚基。

2 结果与分析

2.1 亚基分布与分析

以中国春小麦（N，7+8，2+12）为对照材料，对57份小麦的高分子量谷蛋白亚基进行鉴定分析，结果分别见表1、2，部分材料的高分子谷蛋白亚基电泳图谱见图1。

由表1和表2可以看出，伊犁河谷近50年来小麦品种3次更新推广的本地育成与引进的主栽品种具有较丰富的HMW-GS类型和亚基组合类型。在57份材料中共有16种亚基类型，Glu-A1位点4种（null、1*、2*、1），分别占49.1%、33.3%、17.5%、1.75%；Glu-B1位点6种（7+8、7+9、17+18、13+19、13+16、14+15），分别占43.9%、35.1%、8.8%、7%、3.5%、1.7%；Glu-D1位点7种（2+12、5+10、5+12、2+10、2.2+12、5、2），分别占64.9%、13.8%、14%、7%、1.75%、1.75%、1.75%，同时存在2和5这2种单亚基；各自位点的优势亚基分别是null（49.1%）、7+8（43.9%）、2+12（64.9%），优质亚基5+10的频率是13.6%。

由表2可看出，伊犁河谷1960—1980年引进推广的小麦品种在Glu-A1位点除了无芒冬麦存在1*和2*这2种亚基，其他均为null亚基；Glu-B1位点基本以7+8、7+9亚基为主，稀有亚基13+16出现频率较高，占到同期品种频率的21.4%，还有13+19亚基存在；Glu-D1位点以2+12亚基为主，只有波兰麦存在优质亚基5+10。1980—2000年以本地育成伊农系列品种为主栽品种，这些品种经过多代选育，多数在2个基因位点上有优质亚基，Glu-A1位点以1亚基为主，Glu-B1位点以7+8亚基为主。2000年以后，育种及引进推广的品种（系）在各个位点上的亚基组合类型也更为丰富，优质亚基出现频率较高。

2.2 不同亚基组合在供试材料中的分布

由表3可知，57份材料中，Glu-1位点共检测出28种亚基组合类型，类型较多[3-4]。国内外多数研究表明，Glu-A1位点1和2*亚基，Glu-B1位点7+8、17+18、13+16、14+15亚基，Glu-D1位点6种5+10、5+12亚基为优质亚基[5]。据此，从供试材料中筛选出在2个基因位点上有优质亚基的小麦品种15份，在3个基因位点上均有优质亚基的小麦品种7份。

3 结论与讨论

在57份材料中发现了较多的普通小麦罕见的Glu-1编码，如Glu-A1编码中的HMW-GS亚基1*、2*，Glu-B1编码中的亚基17+18、13+16、14+15、2.2+12、13+19，Glu-D1编码中的单亚基5、12。

在Glu-1位点共发现16种HMW-GS和28种不同亚基组合形式，HMW-GS变异较丰富，亚基组合类型多。其中，在Glu-A1位点优质亚基（1*、1、2*）的频率为51.7%，远远高于国内育成品种（30.6%～42.6%）和新疆小麦品种（30.7%）中的频率，在Glu-B1位点优质亚基（7+8、17+18、13+16、14+15）的频率为61.4%，远远高于国内育成品种（42.00%～56.36%）和新疆小麦品种（39.77%）中的频率，在Glu-D1位点优质亚基（5+10、5+12）的频率为26.9%，高于国内育成品种（15.7%～18.6%），低于新疆小麦品种（36.36%）中的频率[6-7]。

总之，近30多年来，自育和引进品种（系）中优质亚基1、2*和7+8的频率大幅增长，但5+10和5+12亚基频率还有待提高[8-10]。

4 参考文献

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