小麦高分子量谷蛋白亚基的遗传研究

的 变化 与 烘 烤 品质 相 关 ， Ｐａ ｎ 等 的 研究 表 明： ８和 ９亚 基 对烘 烤 品 质 具 有 正 效 应 ， 试 验 ｙ ｅ 本 中Ｉ Ｄ代 换 系和 ４ Ｂ代 换 系 具 有 来 源 于 供 俸 “ 尼 ”的 这 两 个 亚 基 ， 它 们 的 沉 淀值 比 受 体 中 钱 国 春 ”有所 增 加 ，说 明烘 烤 品质 有 所 提 高 ， 这 与 Ｐａ ｎ 关 于 ８和 ９亚 基 的 作 用 是相 符 的 。 ｙ ｅ 在
进 一 步研 究 。 在 Ｊ． ． ｃ ｍｉ的 试验 中Ｉ Ｗ Ｓｈ ｔ Ｄ代 换 系 烘 烤 出来 的 面 包不 太 理 想 ， 这 与 我 们 的 结 果不一致 。
５ ２ 染色 体４ 和４ ． Ｂ Ｄ与籽粒蛋 白质合成 的关 系
一般认为小麦籽 粒贮 藏蛋 白受第一和 第六 同
源群染色 俸控 制，但在我们的试验 中４ 代换 系高分子量谷 蛋白亚基 带型与１ 代 换系相 同， Ｂ Ｄ 这 有 三 种 可能 Ｉ一 种 可 能 是 二 者 相 混 ， 但 ６ ＫＤ下 区域 ＝者 不 同 ， 这种 可能 可 以 排 除 。另 一 ７ 种可能是 在培 育过程中 ４ 代换 系与 “ Ｂ 中国春 ”回交世代不 够，仍含有 “ 尼 ”１ 染色体的 钱 Ｄ 成分 。但 在４ Ｄ代换系 中６ ＫＤ 的亚基组 成与 “ ７ 下 中国 春 ”不 同，或许真是 回交世代 数不昭， 并 且正好是４ 和４ Ｂ Ｄ代换系 回交世 代不够，这种巧 合值得怀疑 。第三种可能是 ４ Ｂ和 ４ Ｄ染色 体 与籽 粒蛋 白质合成有 关， 关于 这方面的 报道 极少， ． Ｂｉｔ Ｊ Ａ． ｅ ｚ曾 报 道 过 染色体４ Ｄ控制分 子 量 ６ ＫＤ的亚 基 ，我 们 认 为 第 四部 分 同 源群 染 色 体 与 籽 粒 蛋 白合 成有 的 这 种 可 能 性 还是 存 ８
电泳胶片 固定和用考马斯亮 兰Ｒ２ ０ ５ 染色后 ，在 岛津Ｃ 一 １型双波长 薄层 扫描 Ｓ ９０
仪 上 进 行 原 位 扫 描 ，波 长 ６ ０ ｍ。 ０ｎ
奉文干 １ ８ 年 １ ５ ９８ 月２ 且收巍 。
２７ ・
衰 １ 不 舟研 究者 亚基 鞠号 对 黑 衰
・ （ ） 安肇 中未置琨 ． 一
（ 、
［ ＝ ＝ ＝ 日日 Ｂ宦 目 ＝ ＝＝＝ ＝ ＝＝１
的相 对变 化 ， 图 ２是 中国 春 ， “ 尼 、 Ｂ 钱 １
代换系 、４ 代 换系、 １ 换系、４ 代 换系的 Ｂ Ｄ代 Ｄ
原 位 扫 描 图。 由 图 可 见 ， “ 中国 春 一 高分 子 量
几＝ ＝ ＝ｌ 置目【目 ＝ ＝］ 口 ＝ ＝Ｉ 【 ］ ｌ
Ⅱ． 制基 因的染 色体定 位 及其 与Ｓ 沉 淀值 的 关系 控 ＤＳ
刘 广 田 许 明 辉
摄鼻 ：通 过分 析 一套 中国春 ” 钱 尼 ” 染色 体 代换 系 的胚乳 高分 子量 各 聋 自亚基 和微量 ＳＤＳ （ ） 沉 淀值表 明 高 分 子量 各 蛋 白亚基 受染 色 体１ ＩＤ控制 ，可 能与 ４ Ｂ￣ Ｉ Ｂ染 色体 有关 Ｊ本 试 验 不 能得 知 高分 子量 各 蛋 白亚基 受染 色俸 １ Ａ控制 的情 况 Ｊ亚基 ３和 ９在 一定 条 件下 对沉 淀值 具 有正 效 应。 差 ■调 ｔ遗 传 高 分 子量 谷蛋 白亚 基 ＳＤＳ聚 丙烯酰 胺凝 胶 电泳 ＳＤＳ沉淀 值
１） 。
在 Ｐａ ｎ 的 研 究 中 ， 一 个 迁 移 率 介 于 ２和 ３亚 基 之 间的 亚 基 ， ｌ ｙ ｅ ２是 受 Ａ染 色 体 控 制 。 本 在
试验 条件下 不能将它 与 ２亚基分辨开，但在 １ Ｄ代换 系中２ 不表现，说 明它不 由ｌ 染 色 体控 Ｄ 翩 ，为 了 与 １ 色 体 控制 的 ２亚 基 区别 ，我 们 仍 把这 个 亚 基 记 为 ２ Ｄ染 。 至于 亚基 ５则不能用代换 系分析 法进行染 色体定 位， 因为供 ， 受体都 具有之， 只能用缺体
１ ２ ４ 截量Ｓ 沉淀值 蒲定 ．． Ｄ￥ 取平均值 ２ 结累和 讨论
谢 定方 法参考刘广 田等 ∞所述 方 法 进 行，各 系 ２改 重复 ，
图１ “ 是 中国 春 ”、 “ 钱尼 ”、１ Ｂ、４ Ｂ、１ Ｄ代换系的胚 乳贮 藏蛋白 Ｓ － ＡＧＥ电冰 ＤＳ Ｐ 图，在高分子量 区受体 “ 中国春 ”具 有 ２， ５， ７，Ｏ ｌ 四个亚基，供 体 “ 尼 ”具 有 ２。 ３， 钱 ， ５， ８， ９五 个 亚 基 。在 文 献 ［ １］ 中 ９和 ｌ 亚 基 迁 移 率 很 相 近 ，难 以 分 辨 ， 但 本 试 验 中的 Ｏ ９ ｌ 亚基却分辨得很清楚 ，故按迁移率大小给 予编 号 ９和１ 。 由于各国研 究组 的试 验条件 和 ０ ０ 不 同，亚基的 编号不 同，有 的同是一亚基却编上不 同的号 ，为 了便于 比较 ，我们 将国外两个 主 要 研 究 组 和 我 们的 结果 列 于 表 １， 这 些 亚 基 的 分子 量 都 大 干 ６ ＫＤ。 ７ 图 １中ｌ Ｂ代换 系， “ 中国春”的 ７亚基消失 了，而 出现 了 ８亚基， １ Ｄ代换 系 中， “ 中 国 春 ”的 ２＋１ 亚 基 消 失 了 ， 而 表 现 出 ８＋ ９亚 基 ， 这 种 原 亚 基 的 消 失 和 新 亚 基 的 出现 ， 与 ０ “ 中国 春”的ｌ Ｂ和ｌ Ｄ染色体被 “ 钱尼 的 ｌ 和 １ Ｂ Ｄ染色体 替代相关联，说 明 ７， ８亚 基 和 ２＋１， ８＋ ９亚基分别 由染色体 １ 和 １ 控 制，这与Ｐ ｙ ｅ ０ Ｂ Ｄ ａ ｎ 、Ｍｏ ｎ ｎ 结 果 一 致 （ 表 ｏｅ的 见
８（ ～代表近似 ）。 ５亚基的 峰虽比 ８亚基的
低 ， 但 较 宽 ，故 认为 ＝者 是 近 似 的 。在 １ Ｂ代
换 系中， ８亚 基的相对 含量 比被替代的 “ 中国 春 ”的 ７亚基 有所 增加 ， 与 ５和 ２亚 基 近 似 。 而４ 、ｌ Ｂ Ｄ代换 系中 ７亚基的相对 含量 有 所提 高，与 ８亚基相似。其 余各代 换系在高分 子置 区的扫描 图与 “ 中国春 ”基奉一 致，有些 系在６ ＫＤ下的区域 的某些亚基相 对 含 量 稍 有 变 ７ 化 。从 图 ２还可以看 出 中国春 与４ Ｄ代换系在６ ＫＤ的扫 描图不能 完垒重叠 ， 明４ ７ 说 Ｄ代 换 系蛋 白 质 亚 基 组 成 发 生 了 改 变 。 表２ 是各个 代换 系及供受 体的微量 Ｓ 沉淀值 （ ｒｉ读 数） 。大 多数代换系由于 代人 ＤＳ ５ ｎ ａ 了 “ 尼 的染色体 ，沉淀值 都比 中国春一有所提 高，在这些代 换系 中，尤 其 ｌ ，４ ， 钱 Ｂ Ｂ １ Ｄ代 换系的沉淀值 增加置较 大 ， 分别 超过 各系总平 均 （ ．２ ）１ ２ ｍＬ １５ ｍＬ ５ １ｍＬ ． ３ ， ．８ 。１ １ ．３ ｍＬ。 说 明 沉 淀 值 的 高 低 变 化 与 ｌ ４ Ｂ、 Ｂ和 １ Ｄ染 色 俸 上 的 基 因 控 制 的 胚 乳 蛋 白亚 基 有 关 。
第１卷 第 １ ６ 期
北 京 农 业 大 学 学 报
１９年 ９０
Ｖ０ ．６ １ １ Ｎｏ． Ａ ＣＴＡ １ ＡＧ ＲＩ ＣＵＬＴＵＲＡ Ｅ ＮＩ Ｕ ＶＥＲＳＩ ＴＡ ＴＩ Ｓ ＰＥＫＩ ＮＥＮ Ｓ Ｓ １ ９ Ｉ ９０
小 麦 高 分 子 量 谷 蛋 白亚 基 的 遗 传 研 究
改 良小 麦品质育种 中，可 以根 据是 否具有谷蛋 白 ８ ９亚基及沉淀值 的高 低进行亲本选择和 和
后 代的淘汰 。在 ｌ 代换 系中虽不具 有 ８和 ９亚基，但其 沉淀 值也 大幅 度增加 了，这 说 明其 Ｂ
・３ ‘ ０
它高分子量谷 蛋 白亚基和低分子量谷 蛋 白亚基，亚基 的组 合等也可能 与烘烤 品质有关，需要
的 基 因 位于 ４ Ｂ， ７ Ｂ和 ５ Ｄ染 色 体上 ， ４ Ａ， ３ Ｂ， ４ Ｄ染 色体 上 的 基 因也 有 可能 参 与 控 制 。
本 试验 应用代换系分析方法 ，研究控制小麦 高分子量 谷蛋 白亚基基 因的 染色体定位及其 与Ｓ 沉淀值的关系，为小麦 品质 育种实践 提供生物化学和遗传学 信息。 ＤＳ
排列 ， ８ 次重 复，成熟后备 系 ８行混收。 １２２ Ｓ — ． ． ＤＳ ＰＡＧＥ 泳 方 法 见 文 献 １， 并 用 牛血 清 白蛋 白 （ 子 量 ６ ＫＤ） 进 行 分 子 量 电 分 ７
标 估 ，用 样 品提 取 液溶 解 ， 处 理 方 法 同 样 品 。
１ ２ ５ 扫描 ．．
圈 １ 小麦 抒牡贮 藏聋 ￣ ｓ 电诛 分带 示毫 圈 ， ｖｓ
谷蛋 白亚基相对含量的大小 顺序 是・ ｌ＞ ５ Ｏ ＞
２～ ７ ，“ 尼 ”的 版 序 是 ： 钱 ９＞ ５～ ３＞ ２～
ｂ， 中国春 （ 尼）代 换系１ （ 钱 Ｂ ２， ５， ８， ｏ Ｉ） 。 中田春 （ 尼）代 换菁 １ （ ５． 口） ． 钱 ； Ｄ ８， ７， ａ 中田春 （ 钱尼）代 换系● （ Ｂ ８。 ６， ７， ９） ｅ．牛血请 蛋 白 （ ７ Ｄ ８Ｋ ） ｆ．中田春 （ 卫． ５ ７．１ ） ． Ｄ
衰 １ 国 一 尼代 暴 其 受 ５ ｉ 量 Ｄ沉 值（Ｌ ２ ２ ｌ 暮 撬 墨 供 体 ｎ ｓ ｓ 淀 ｍ ） 个中 慢 ｍ擞
５
．
讨论
１ 一分手量簧置白亚基与蚨烤品质曲关系 由上述结果 可 以 看 出，谷 蛋 白 亚基 组 成
・２ ・ ９
围 ２ 小 麦珏 乳贮 藏蛋 白质亚基 ＾区和 Ｂ区的 扫描围 （ 波长 ６ ０ ｍ，方 向右 至 左） ＯⅡ ａ、钱尼 ｃ ｎＩ ｔ 中国 春 （ ｓ Ｉ ， ｃ ） ｅ，中 目春 （ 尼） 换系Ｉ 钱 代 ｂ、中国 春（ 钱尼 ） 代换 系１ Ｉ Ｂ ｄ，中目 春（ 尼＇ 换系ｌ ’ 钱 代 Ｂ ｉ 中国春 （ 钱尼 ） 换系ｌ 代 Ｄ
＾， 钱 尼 （ ８， ５， ８， ９） ２，
Ｂ
系相混是不可能的 。除４ Ｄ代换 系在 分 子 置 ６ ７ ＫＤ下 的 基 与 亚 中国 春 有差 异 外 （ 图 ２） 见 ， 其 余 中国 春 ” 钱 尼 带换 系带型与 “ 中国 春”基本相 似 。 通过 扫描，可以清楚地分辨各 亚基数量 上
时，记为。 中国 春１ 钱 尼１ ，本文简称为 １ Ａ Ａ” Ａ代换 系，其它依此 类推 。上 述材 料均 由美国
Ｎｅ ｒ ｓ 州立 大 学 ＤｒＭ ｏ ｒｓ 送 。 ｂ ａ ｋБайду номын сангаас ． ｒ ｉ赠
１ ２ 方 法 ． １２１ 种植 ．．
１ ８ 年 １ 月在 北 京 农业 大 学 昌平 实验 站 温 室 种 植 ， 每 系一 行 ， 行 长 ２ ９３ ２ ｍ， 随 机
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或其 他方 法定位 。 在４ 代 换 系中，高分子置 谷蛋 白 亚 基带 Ｂ 型与Ｉ Ｄ代 换 系 完 垒 一 样 ， 但在 ６ ＫＤ 下 的 其 ７ 他 蛋 白质 亚 基 上 却 有 差 异 ， 说 明 １ Ｄ和 ４ Ｂ代 换
［ 二 二 二 口目 量 二 二二】 二＝二 即 ｎ二 二 二 暑 二 垦 ＝ 二］ ｌ ＝＝０ Ｉ ｎ二二 目［ 亘 二二 二二 １ Ｉ ＋
１ 材 料 与 方 法 １ １ 材 料 “ 国 春 ” （ ｈ ｎ ｓ ｒｎ ） 、 “ 尼 ” （ ｈ ｙ ｎｎ ） ２ 品 种 和 ｌ 套 ． 中 Ｃ ｉ ｅ ｅＳｐ ｉ ｇ 钱 Ｃ ｅ ｎｅ ｅ “ 国 春 ” “ 尼 ”染 色 体 代 换 系 （ 中国 春 一 对 染 色 体 被 钱 尼相 应 的 一 对 同源 染 色 体 所 中 钱 即 替代 后 产 生 的 品 系） 共 ２ 系 。 若 “ 国 春 ”的 两 条 １ １ 中 Ａ染 色 体 为 “ 尼 的 一 对 １ 染 色 代 换 钱 Ａ
小麦烘烤品质受多种遗传因素的影响，其中蛋白质是主要影响因素之一，谷蛋白中的． 高
分乇 量 亚基 与烘烤品质关 系很大 。 据研究 ㈣小 麦籽粒胚乳贮藏 蛋白主要 受第一和 第六部分 同
源群染 色体控制， 高分子 量谷蛋白亚基 受第一部分 同源群染色 体长 臂上的 ８ 复合位点控制 。 个 沉 淀值 是衡 量面 粉中面 筋的数量和质量的 间接 综合指标 ，它 与面 包的体积呈极显著的 正 相关 ” ，可 用它来测定面 粉烘烤 品质的优劣。 １ ７年 Ｊ Ｗ ． ｃ ｍｉｔ ９ ４ ． Ｓ ｈ ｄ 等应 用 中国春 钱 尼” 代换 系进行 分析 ，认为控 制小 麦烘烤 品质