一些小麦品种Waxy蛋白亚基分析

任永康，张兰萍，张晓军，唐朝晖，逯成芳

（山西省农业科学院作物科学研究所，山西 太原 030031）

小麦品质包括营养品质和加工品质2个方面。营养品质是指营养成分的含量及其比例，特别是籽粒中蛋白质含量及其各组分比例以及氨基酸的种类和含量。加工品质可分成磨粉品质和食品加工品质[1]。影响小麦食品加工性能的性状可分为2类，一类是蛋白质，包括蛋白质含量和质量以及与此有关的面团流变学特性等；另一类是淀粉，主要包括直链淀粉含量（或直链淀粉/支链淀粉）和淀粉糊化特性等。蛋白质是面粉烘烤品质的决定因素[2]。

本研究利用1D-SDS-PAGE电泳技术对227份国内外冬播小麦品种（系）进行了Waxy蛋白亚基组成测定及分析，以期阐明我国小麦的淀粉特性，从而为改良小麦品质提供依据和材料。

1 材料和方法

1.1 材料

试验所用的215份小麦品种（系）来自我国9个省市，其中山西省100份，河南省39份，河北省20份，山东省8份，江苏省3份，陕西省16份，北京市20份，安徽省4份，四川省5份。这些材料是目前各地的主栽品种和优良高代品系，代表了现阶段我国小麦生产上推广品种和育种材料的水平。此外还有12份国外材料。

选用已知Waxy蛋白亚基组成的10份材料作为对照，包括白火麦、USA、Kanto107和中国春及其相应的6个缺体四体（N7AT7B，N7AT7D，N4AT4B，N4AT4D，N7DT7A和 N7DT7B）。

1.2 方法

Waxy蛋白亚基的电泳检测参照王子宁等[3-4]的方法进行，并在Waxy蛋白试剂配方、凝胶配方和电泳条件及银染等方面作了适当改进。

1.2.1 Waxy蛋白的提取 将1粒种子用钳子夹碎，放入1.5 mL离心管中，加入0.6 mL漂洗缓冲液，4℃浸泡过夜；用牙签将种皮和大部分贮藏蛋白挑出；13000 r/min条件下离心4 min，弃上清液；加1 mL漂洗液，在旋涡混匀器上充分搅拌，13000 r/min条件下离心4 min，弃上清液，重复3～4次；加1 mL蒸馏水，在旋涡混匀器上充分搅拌，13000 r/min条件下离心4 min，弃上清液，重复1～2次；加1 mL丙酮，在旋涡混匀器上充分搅拌，13000 r/min条件下离心4 min，弃上清液，沉淀物自然干燥，于4℃保存。干燥的淀粉样品以每5 mg加入0.1 mL提取液，在旋涡混匀器上充分搅拌，片刻后沸水浴15 min，趁热在13000 r/min条件下离心10 min，然后取上清液25～40 μL进行点样。

1.2.2 SDS-PAGE凝胶制备及电泳

1.2.2.1 分离胶 按配方（表1）充分混匀各种溶液，灌入2块玻璃板之间，并用水封胶。

表16 %SDS-PAGE凝胶配方 mL

1.2.2.2 浓缩胶 按配方（表1）充分混匀各种溶液，灌胶，并插入梳子。

1.2.2.3 点样 待浓缩胶凝聚后，拔出梳子，每孔点样25 μL，同时点上蛋白质分子质量Marker。

1.2.2.4 电泳 先用电压130 V电泳，待指示剂进入分离胶，电压调至300 V。整个电泳进行约5 h，指示剂跑出胶后45 min卸胶染色。

1.2.2.5 银染 （1）固定。停止电泳后，将凝胶移入固定液中，在摇床上缓慢摇动，固定20～30min。（2）水洗。倾去固定液，用蒸馏水清洗凝胶2次，每次5 min，缓慢摇动。（3）银染。倾去水，将凝胶浸泡在1～2 g/L的硝酸银溶液中，在摇床上缓慢摇动15～30 min。（4）水洗、显色。倾去硝酸银溶液，用蒸馏水快速清洗凝胶，并以少量显色液快速洗涤1次，然后将凝胶浸泡在大量显色液中，在摇床上缓慢摇动，直至获得满意的条带显色强度。（5）停显。倾去显色液，将凝胶移入停显液中，缓慢摇动终止显色10～20 min。（6）记录。将凝胶移入蒸馏水中，照相或扫描并记录结果。

2 结果与分析

2.1 Waxy蛋白亚基的生化标记

小麦Waxy蛋白亚基表达与否可作为生化标记，本研究以日本品种Kanto107、美国品种USA和我国的白火麦、中国春（CS）及其6份缺体四体为对照，检测Waxy蛋白亚基分析的正确性。

由表2可知，我国地方品种中国春3个Waxy蛋白亚基Wx-A1，Wx-B1和Wx-D1表现都正常。白火麦是公认的极少数只缺失Wx-D1蛋白亚基的品种。Kanto107是日本较老的栽培品种，它缺失了Wx-A1和Wx-B1这2个Waxy蛋白亚基，只有Wx-D1蛋白亚基。USA 3个Waxy蛋白亚基 Wx-A1，Wx-B1和 Wx-D1均缺失。N7AT7B和N7AT7D这2个中国春缺体四体由于缺少7A染色体，没有Wx-7A基因，所以缺失Wx-A1蛋白亚基；N4AT4B和N4AT4D这2个缺体四体缺少4A染色体，没有Wx-4A基因，缺失Wx-B1蛋白亚基；N7DT7A和N7DT7B这2个缺体四体不存在7D染色体，没有Wx-7D基因，因此缺失Wx-D1蛋白亚基。对比以上品种的Waxy蛋白亚基的缺失状况，可准确地判断出需要检测的小麦材料Waxy蛋白亚基的组成。

表2 对照品种Waxy蛋白亚基的生化标记

2.2 国内外小麦品种（系）Waxy蛋白亚基分布

将国内小麦材料Waxy蛋白亚基生化标记的结果列于表3。由表3可知，在所研究的215份国内品种（系）中，缺失Wx-B1蛋白亚基的品种（系）共有15份，占总数的7.0%。其中，山西省8份，占3.7%；河南省3份，占1.4%；河北省和北京市各1份，分别占0.5%；四川省2份，占0.9%；其他省市没有缺失Wx-B1蛋白亚基的品种（系）。

表3 国内各省小麦Waxy蛋白亚基的生化标记

没有检测到除Wx-B1蛋白亚基缺失体外的其他Waxy蛋白的缺失类型。同时，分析的12份国外小麦材料Waxy蛋白亚基中，有6份澳大利亚品种缺失Wx-B1蛋白亚基，这与我们对材料的选取方式有关，因为这6个品种，如Gameny等本身就是澳大利亚的优质面条小麦，早已被证实缺失Wx-B1蛋白亚基，部分国内外品种Waxy蛋白亚基的电泳结果如图1和图2所示。

将本研究中检测出的缺失Wx-B1蛋白亚基 的所有国内外品种（系）列于表4。

表4 缺失Wx-B1蛋白亚基的品种（系）一览

3 讨论

Waxy蛋白亚基的缺失类型在不同国家的差异较大[5-7]。本研究分析了国内215份主栽品种和优良高代品系，共筛选出15份缺失Wx-B1蛋白亚基的品种（系），占总数的7.0%，缺失比例不很高，并且没有检测到其他缺失类型，缺失Wx-B1的比例高于姚大年等[7]的结果，但低于徐兆华等[8]的结果。需要说明的是，各省市的缺失频率差异较大，河南省、河北省、四川省和北京市的频率较低（1.4%，0.5%，0.9%，0.5%），而山西省的频率较高（3.7%）。各省市在分布频率上的差异可能与取样数量的不均有关，也和各省市在育种中所用亲本的差异有关[9]。国内小麦品种与国外相比，在主要淀粉特性上存在着较大的差距，澳大利亚优质面条小麦品种都缺失Wx-B1蛋白亚基[10]，因此，这些缺失品种或品系可作为亲本用于淀粉特性和面条品质的改良。

综上所述，我国小麦淀粉特性的差异是比较大的，变异范围较广，存在一些缺失蛋白亚基的优良种质，今后只要注意加强淀粉品质的育种和改良工作，选育出具有优良淀粉品质的小麦品种的可能性是比较大的。

［1］张建华，张定一，姬虎太，等.山西不同时期小麦品种的高分子量麦谷蛋白亚基组成分析 [J].山西农业科学，2008，36（4）:39-41.

［2］ Payne P I，Corfield K G.Subunit composition of wheat glutenin protein isolated by gel filtration in a dissociating medium[J].Planta，1979，45:83-88.

［3］王子宁，郭北海，李洪杰，等.多倍体麦类作物Wx蛋白检测的 SDS-PAGE 方法[J].遗传，2000，22（3）:169-171.

［4］ Zhao X C，Sharp P J.An improved 1D-SDS-PAGE method for the identification ofthree bread wheat Waxyproteins[J].Journal ofCereal Science，1996，23:191-193.

［5］ Boggini G，Cattaneo M，Paganori C，et al.Genetic variation for Waxy proteins and starch properties in Italian wheat germplasm[J].Euphytica，2001，199:111-114.

［6］ Nakamura T，Yamamori M，Hirano H，et al.Decrease of Waxy（Wx）protein in two common wheat cultivars with low amylose content[J].Plant Breeding，1993，111:99-105.

［7］姚大年，王新望，刘志勇，等.小麦品种Waxy蛋白的鉴定和筛选[J].农业生物技术学报，1999，7（1）:1-9.

［8］徐兆华，夏兰芹，陈新民.中国冬小麦品种Waxy蛋白分析及分子标记研究[J].中国农业科学，2005，38（8）:1514-1521.

［9］王海萍，唐朝晖，刘少翔，等.山西冬小麦品种Waxy蛋白分析及分子标记研究[J].华北农学报，2007，22（1）:98-102.

［10］ZhaoX C，Sharp P J.Wheat‘waxy’proteins:SDS-PAGE separation and variation in Australian cultivars[C]//Proceedings of the 7th Wheat Breeding Society of Australia Assembly.Adelaide:WBSA，1994:253-256.