小麥重組自交系Wx基因突變體的鑒定及其品質(zhì)性狀的評價.pdf

1、本試驗以Wx基因位點突變的糯小麥與Wx基因位點正常的普通小麥雜交的重組自交系(RIL)F<,7>為材料，應(yīng)用優(yōu)化的SDS-PAGE方法，鑒定了重組自交系群體中小麥Wx基因突變體的類型及其出現(xiàn)頻率，研究了不同Wx基因突變類型的農(nóng)藝性狀、籽粒性狀、淀粉特性、面團流變學(xué)特性及面條品質(zhì)，分析了Wx蛋白缺失對品質(zhì)性狀的影響及Wx蛋白、淀粉特性和面條品質(zhì)三者之間的相關(guān)性，探討了Wx基因不同位點對品質(zhì)性狀的效應(yīng)。主要研究結(jié)果如下： 1重組自交

2、系群體中Wx基因突變體的鑒定與分析以Wx基因位點正常的普通小麥品種藁城8901為母本，Wx基因位點突變的糯麥1號為父本，用“單粒傳”法構(gòu)建了一個含有8種Wx基因組合類型的重組自交系群體(RIL)。應(yīng)用優(yōu)化的SDS-PAGE方法，對RIL-7的Wx基因突變體進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)在228個株系中，正常類型的株系有34個，WX-Al突變體為26個，Wx-B1突變體為32個，Wx-D1突變體30個，Wx-A1和Wx-B1位點同時突變的有28個，Wx-

3、A1和Wx-D1位點同時突變的有20個，Wx-B1Wx-D1位點同時突變的為28個，3個Wx基因位點均突變的為16個。卡方測驗證明，3個Wx基因位點的突變符合獨立遺傳的3對等位基因的分離比例，屬于質(zhì)量性狀遺傳。 2 RIL群體中Wx基因突變體主要農(nóng)藝性狀的分析RIL群體中初花期、株高、穗長、每穗小穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重均表現(xiàn)有較大的變異范圍，說明群體的主要農(nóng)藝性狀變異程度較大。其中株高、穗長、每穗小穗數(shù)和千粒重的變異符合正態(tài)分布，

4、初花期的變異呈近似正態(tài)分布，穗粒數(shù)的變異不符合正態(tài)分布；對8種Wx基因組合類型的主要農(nóng)藝性狀分析表明，8種Wx基因組合類型之間，初花期、株高和穗粒數(shù)3個性狀沒有顯著差異，但Wx-A1突變型和全缺失突變型的穗長、Wx-A1突變類型的每穗小穗數(shù)和千粒重低于其他類型，達(dá)顯著水平。Wx-A1突變型的株高、穗長、每穗小穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重均低于其他7種類型，而在這7種類型之間的初花期、株高、穗長、每穗小穗數(shù)、穗粒數(shù)和干粒重沒有顯著差異(類型8的穗

5、長除外)。說明Wx基因的突變并不伴隨不良的農(nóng)藝性狀，育種家可以利用各種Wx基因突變而不會帶來產(chǎn)量的下降。 3RIL群體中Wx基因突變體的淀粉特性小麥Wx基因突變導(dǎo)致所編碼的Wx蛋白亞基的缺失。淀粉特性研究表明，不同WX蛋白缺失顯著影響小麥的直鏈淀粉含量、膨脹勢、淀粉糊化特性和淀粉凝膠的質(zhì)構(gòu)剖面分析(TPA)特性。 8種Wx蛋白亞基組合類型的直鏈淀粉含量從大到小依次為：野生型>單缺失類型>雙缺失類型>全缺失類型，單缺失類型中，直鏈

6、淀粉含量從大到小依次為：Wx-D1缺失型大于Wx-A1缺失型，Wx-B1缺失型的直鏈淀粉含量下降程度最大，說明不同Wx基因位點突變對直鏈淀粉合成的影響不同，揭示出Wx基因3個位點控制直鏈淀粉合成的效應(yīng)大小依次為Wx-B1>Wx-A1>Wx-D1。 8種Wx蛋白亞基組合類型中，隨著直鏈淀粉含量的降低，膨脹勢逐漸增加。不同缺失類型淀粉糊化特性存在顯著差異，Wx蛋白全缺失型即糯小麥的峰值黏度和稀澥值較高，其低谷黏度、最終黏度和反彈值相

7、對較低，與其他缺失類型間差異達(dá)5％顯著水平。同種Wx蛋白缺失類型內(nèi)淀粉糊化參數(shù)的變異程度也存在差異，缺失Wx—B1亞基的類型糊化參數(shù)的變異程度較大。凝膠的TPA測試表明，隨著直鏈淀粉含量的降低，淀粉凝膠的硬度、黏著性、彈性、膠著性和咀嚼性顯著降低，而黏聚性和回復(fù)性顯著升高。糯性淀粉凝膠的硬度、黏著性、膠著性和咀嚼性、彈性低，而黏聚性和回復(fù)性高，與其他類型(Wx-B1和Wx-D1缺失型除外)之間的差異達(dá)5％顯著水平。 直鏈淀粉含量

8、與淀粉糊化特性的低谷黏度、最終黏度、反彈值、峰值時間和糊化溫度之間正相關(guān)達(dá)11％顯著水平(r=0.614～0.757)；與峰值黏度、稀澥值呈1％水平負(fù)相關(guān)(r=-0.649，r=-0.795)；直鏈淀粉含量與凝膠TPA參數(shù)的黏聚性、回復(fù)性呈極顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.400，r=-0.668)，與凝膠的硬度、黏著性、彈性、膠著性和咀嚼性呈極顯著正相關(guān)(r=0.491～0.873)。淀粉糊化特性與凝膠TPA特性的參數(shù)之間存在顯著或極顯著相關(guān)，

9、說明Wx基因突變導(dǎo)致直鏈淀粉含量的變化，不僅引起淀粉糊化特性的改變，而且顯著影響淀粉凝膠的結(jié)構(gòu)特性。 4 RIL群體中Wx基因突變體的面團流變學(xué)特性8種Wx蛋白亞基組合類型的面團揉混特性和拉伸特性測試表明，不同Wx蛋白缺失類型的揉混參數(shù)和拉伸特性參數(shù)變異程度較大，面團的揉混性狀和拉伸特性與Wx蛋白亞基缺失無明顯相關(guān)。 5 RIL群體中Wx基因突變體的面條品質(zhì)Wx蛋白缺失對面條品質(zhì)有顯著影響。Wx蛋白全缺失類型生面條的硬度

10、和堅實度大于其他類型，放置48小時后，生面條硬度、堅實度增加的幅度也大于其他類型。煮熟面條的TPA測試表明，正常類型的面條硬度大，黏著性、膠著性和咀嚼性高，但彈性、黏聚性和回復(fù)性低；全缺失突變型即糯小麥面條較軟，黏著性、膠著性和咀嚼性低，但彈性、黏聚性和回復(fù)性高；缺失1個或者2個Wx蛋白亞基類型面條的TPA結(jié)構(gòu)參數(shù)介于正常類型和糯小麥中間。8種Wx蛋白缺失類型的煮熟面條感官品質(zhì)評價表明，Wx-B1缺失型的直鏈淀粉含量略低于野生型和其他單

11、缺失類型，面條總評分最高；全缺失突變型面條品質(zhì)較差，其感官評價各項分值及總評分均低于其他類型。 總體上看，隨著Wx蛋白亞基的缺失，膨脹勢、峰值粘度升高，直鏈淀粉含量下降，面條評分呈現(xiàn)升高的趨勢，面條評分與膨脹勢、峰值粘度成正相關(guān)，與直鏈淀粉含量成負(fù)相關(guān)，但這種相關(guān)性僅在一定范圍內(nèi)存在。當(dāng)Wx蛋白亞基缺失數(shù)目增加，膨脹勢、峰值粘度繼續(xù)升高，直鏈淀粉含量繼續(xù)下降時，面條評分反而下降，說明面條品質(zhì)對淀粉理化特性的要求均有一合適的范圍，

12、并非越高越好。 對RIL群體中面條品質(zhì)的逐步回歸分析和通徑分析表明，大多數(shù)品質(zhì)指標(biāo)對面條品質(zhì)均是直接影響大于間接影響，但都存在間接作用，說明這些性狀間存在著相互關(guān)系。6不同Wx蛋白亞基缺失小麥材料的籽粒性狀和面團流變學(xué)特性6種不同Wx蛋白亞基缺失小麥材料的籽粒性狀研究表明，糯小麥的硬度和直鏈淀粉含量與普通小麥濟麥19相比顯著降低，缺失1個或2個Waxy蛋白亞基的部分糯小麥的直鏈淀粉含量比濟麥19有不同程度的降低。面團的粉質(zhì)特性、