黄淮地区小麦品系（种）HMW-GS组成和品质分析

王 倩，谢三刚，许 琦，任文斌

（山西农业大学棉花研究所，山西运城044000）

小麦是我国主要粮食作物之一，随着生产技术和生活质量的提高，高质量的小麦面粉是当前以及未来小麦育种的重要目标。高分子量麦谷蛋白占小麦贮藏蛋白的10%，它由位于第一同源群1A、1B和1D染色体长臂的Glu-A1、Glu-B1和Glu-D1位点（统称为Glu-1位点）上的复等位基因所控制，存在多个等位变异[1]。已有研究结果表明，HMW-GS与小麦品质密切相关[2]。通过对HMW-GS的改良，可以改善小麦的加工品质[3-4]。

本研究通过对黄淮地区小麦品系（种）HMW-GS组成的测定，旨在初步了解黄淮麦区小麦品系（种）的品质，为优质小麦品种选育提供依据，并进一步揭示HMW-GS对小麦品质特性的影响。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试材料是从参加近3 a黄淮地区小麦区试品种中选取的21个品系（种），对照品种为中国春（Null、7＋8、2＋12）。

1.2 试验方法

1.2.1 HMW-GS的组成分析 对试验材料进行HMW-GS提取，并采用SDS-PAGE方法对HMWGS的组成进行分析[5-7]。HMW-GS的命名参照PAYNE等[2]的方法。

1.2.2 品质分析 小麦品质指标蛋白质含量、湿面筋含量和沉淀值采用DA7200型二极管阵列近红外光谱仪（瑞典Perten）进行分析。

1.3 数据分析

试验数据用SPSS软件进行分析处理。

2 结果与分析

2.1HMW-GS组成分析

由表1和图1可知，21份小麦材料中共检测到11种HMW-GS组成类型。其中，1/2＋12/7＋9、Null/2＋12/7＋9、1/5＋10/7＋9、Null/5＋10/7＋9 出现的频率较高，均为14.29%。在参加试验的材料中，同时出现3个优质亚基的材料（1/5＋10/7＋9、1/5＋10/14＋15、1/5＋10/17＋18）仅有 5 份，所占频率为23.81%；同时出现2个优质亚基的材料（1/14＋15、1/7＋9、1/5＋10、5＋10/7＋9）有 9 份，所占频率为42.86%。

表1 HMW-GS亚基组成类型

2.2HMW-GS等位变异

控制HMW-GS的Glu-1位点有3个等位基因，分别是Glu-A1、Glu-B1、Glu-D1。21份材料中，不同等位基因间亚基变异及出现的频率列于表2。

表2 HMW-GS等位变异及频率

由表2可知，Glu-A1位点有2种变异：1和Null。其中，优质亚基1出现的频率较高；Glu-B1位点有 4 种变异，分别是 17＋18、14＋15、7＋8、7＋9，所占频率分别为4.76%、14.29%、23.81%、57.14%，以优质亚基7＋9为主；Glu-D1位点也出现2种变异：2＋12和5＋10，所占频率分别为42.86%和57.14%。

2.3 品质分析

从表3可以看出，小麦籽粒蛋白质含量的变异幅度为12.05%～16.62%，平均蛋白质含量为14.29%；湿面筋平均值为33.92%，变异幅度为27.84%～38.86%；沉淀值的变异系数为1.02，变异幅度较大。

表3 供试材料的品质性状

3 结论与讨论

研究表明，HMW-GS特定的亚基能够明显改善小麦品质[8-12]。在Glu-A1位点，亚基1和1*对小麦品质的影响大于亚基Null，亚基2*和亚基1之间的效应高低尚存在分歧。在Glu-B1位点，因其等位变异位点较多，故该位点内各亚基对品质的效应大小较为复杂。多数研究表明，各亚基对品质的效应大小基本表现为 17＋18＞7＋8＞7＋9＞6＋8[13-16]。在Glu-D1位点，亚基5＋10对小麦品质的影响优于其他亚基[17-19]。本试验选取的近3 a参加黄淮麦区区试的21份小麦品系中，在Glu-A1位点，检测出含有优质亚基1和劣质亚基Null的品系份数基本相同，表明在该位点，小麦品质并未得到改善；在Glu-B1位点，检测出的亚基多数为优质亚基，表明该位点的优质性得到了明显改善；在Glu-D1位点，含有优质亚基的材料数高于含有劣质亚基的材料数，表明该位点的优质性得到了一定的改善。品质分析结果表明，蛋白质、湿面筋含量以及沉淀值变异幅度较大，这可能是因为选取的小麦材料品质参差不齐。

本研究中，在Glu-B1位点检测出含有优质亚基的材料占86%，但有研究表明，各位点对小麦品质的贡献不是单独发挥作用，而是位点之间产生加性效应或者互作效应，从而对小麦品质产生影响[20-22]。这可能是导致小麦品质参差不齐的原因。另有研究表明，LMW-GS以及淳溶蛋白的存在也会对小麦的品质产生影响[21-23]。