小麥DUS測試新品種高分子量谷蛋白亞基組成的分析

李群 顏廷進 張文蘭等

摘要：為了解小麥新品種高分子量谷蛋白亞基的組成及變化趨勢，采用SDS-PAGE電泳技術，對177個小麥DUS測試品種及近似品種進行了高分子量谷蛋白亞基分析。結果表明，申請品種和近似品種中高分子量谷蛋白亞基存在著較豐富的變異，在三個位點上共檢測出12個變異類型，發現共有17個不同的亞基組合類型。與以往研究不同的是，其中優質亞基出現的頻率較高。

關鍵詞：小麥；高分子量谷蛋白亞基（HMW-GS）；DUS測試；品質

中圖分類號：S512101 文獻標識號：A 文章編號：1001-4942（2013）08-0025-04

小麥是我國最重要的禾谷類作物之一，自我國實施《中華人民共和國植物新品種保護條例》以來，每年都有大批的小麥新品種參加品種的特異性（D）、一致性（U）和穩定性（S）測試。DUS測試是植物新品種授權的重要前提條件。

高分子量谷蛋白是小麥胚乳儲藏蛋白的重要組成部分，國內外進行了大量關于小麥高分子量谷蛋白亞基的組成與小麥烘烤品質關系及其遺傳變異小麥遺傳演化與群體分化的研究_[2～14]。而根據《植物新品種特異性、一致性和穩定性測試指南 普通小麥》_[1]的規定，高分子量谷蛋白亞基（HMW-GS）是在必測性狀不能區別申請品種和近似品種時，仍需進一步測試而選用的性狀。因此該性狀主要用于測定品種的特異性。本文結合小麥DUS測試工作，對一批小麥申請品種和相應近似品種進行了高分子量谷蛋白亞基組成鑒定和數據分析，除為申請品種的特異性測試提供依據外，也為掌握目前小麥新品種的品質狀況變化趨勢、合理利用優質種質資源提供一定的參考依據。

1材料與方法

1.1材料

2008年農業部植物新品種保護辦公室下達的小麥品種177個，包括申請品種79個（A），近似品種98個（B、C、D），主要為黃淮海地區育成的小麥新品種。HMW-GS鑒定的對照品種為中國春（Null，7+8，2+12）、錢尼（2*，7+9，5+10）、4072（1，13+16，5+10）、煙優361（1，17+18，5+10），由山東省農業科學院作物研究所小麥研究室提供。

1.2方法

參照《小麥植物新品種測試指南》中規定的SDS-PAGE法測定高分子量麥谷蛋白。

1.2.1樣品提取每份品種取10粒種子，將種子單粒粉碎放入2 ml離心管中，加入500 μl提取液，提取液含009 mol/L Tris-HCl（pH68）、003% SDS、0015%溴酚藍、15%甘油、75%巰基乙醇，振蕩混勻，室溫下提取2 h；沸水浴中加熱10 min，離心5 min，取上清液。

1.2.2SDS-PAGE凝膠電泳采用不連續分離系統。分離膠含10% Acry，013% Bis，038 mol/LTris-HCl （pH88），01% SDS。濃縮膠含4% Acry，006% Bis，017 mol/L Tris-HCl（pH68），01% SDS。電泳：電極緩沖液（pH88）含14% Gly，03% Tris，01% SDS；采用垂直板夾芯電泳槽，恒壓100 V，電泳12 h；染色液含10%三氯乙酸、0025%考馬斯亮藍R-250，染色4 h。用蒸餾水浸泡8 h，直至膠片背景變淺或無色。

1.2.3HMW-GS的命名Glu-1位點編碼的HMW-GS名稱參考Payne等_[2]的標準。

2結果與分析

2.1參試材料HMW-GS在不同位點上的變異類型及分布

3.2本試驗結果與其他研究相比，出現的亞基類型和亞基組合類型較少，主要亞基組合類型不同。趙和等_[7]在284份來自全國14個省市不同時期育成的品種中檢測出37種亞基組合類型；Nakamura_[8]在274份來自我國18個省市的地方品種和育成品種中檢測出20種亞基、29種亞基組合，兩者的研究中，在Glu-A1、Glu-B1、Glu-D1三個位點上頻率最高的三類亞基分別是Null，7+8和2+12。造成以上差別的原因可能與選用的試材不同有關。首先，本研究所選材料中的測試品種為新育成品種（系），近似品種為測試品種的親本或姊妹品種，從地域上、品種育成年代和品種間親緣關系上不同于以上研究，遺傳基礎更為狹窄。其次，小麥中優質高分子量谷蛋白亞基的組成與含量及相互比例對品質起著重要影響，我國小麥品質較國外品種差的主要原因是含5+10等優質亞基的品種出現頻率低_[10～12]。在我國當前的小麥育種中，極為重視優質強筋品種的選育。在育種手段上，普遍使用了HMW麥谷蛋白亞基組成分析和烘烤品質分析等方法，這勢必造成在親本選用和后代選擇上注重對小麥品質有正向作用的亞基組成的選擇，同時不可避免地造成了育成品種遺傳基礎狹窄的問題。在HMW-GS組成上，表現為亞基組合類型少，但優質亞基組合頻率高。劉愛峰等_[12]分別對20世紀60～90年代山東省育成的小麥品種進行了HMW-GS組成分析，發現5+10亞基的頻率由60年代的零穩步上升到90年代的231%，本文所得出的分析結果也與該趨勢相符。

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