高分子量麦谷蛋白亚基缺失对宁麦9号产量和品质的影响 (2)

自从Payne 等首次发现HWM-GS与面筋强度的关系以来,谷蛋白位点、位点等位变异及互作对加工品质的影响是主要研究内容[7-9],通过反向遗传学方法研究HMW


自从Payne 等首次发现HWM-GS与面筋强度的关系以来,谷蛋白位点、位点等位变异及互作对加工品质的影响是主要研究内容[7-9],通过反向遗传学方法研究HMW-GS 缺失或敲除对面筋品质影响的报道亦较多。如Lawrence等[10]利用一套在3 个Glu-1 位点分别缺失的品系,发现不同位点缺失均显著降低了面筋强度和面包加工品质;张莉丽等[11]利用近等基因系研究了Glu-A1位点1 亚基表达与否对面筋品质的影响;武茹等[12]发现Glu-A1和Glu-D1双缺失位点的杂交转育后代的面粉沉降值显著降低;Yang 等[13]试验表明,小偃81中Glu-1位点缺失显著降低了面粉的谷蛋白大聚体含量及其面团弹性;Jondiko[14]等和Zhang等[15]研究了HMW-GS沉默表达与墨西哥卷饼和馒头加工品质的关系,提出操控Glu-1 位点可能是特定食品加工品质提高的有效途径;Li 等[16]不仅验证了谷蛋白亚基缺失显著降低面筋强度和面包加工品质,而且发现不同亚基对面筋弹性和延展性的贡献不同。可见,HMW-GS 缺失可降低面筋强度,有可能利于中弱筋及特殊面制品加工小麦品种的培育,但亚基缺失对软质小麦加工品质的影响仍未见报道。

宁麦9号是江苏地区广泛推广的适栽品种,其野生型的高低分子麦谷蛋白亚基5个编码基因均正常表达[17],本课题以宁麦9号为研究材料,拟在研究不同HMW-GS缺失后对小麦产量及构成因素、小麦籽粒品质的影响,尤其蛋白组分含量变化及与小麦加工品质之间的相关性,明确不同HMW-GS缺失后对小麦产量及品质的影响,以及影响效果显著的亚基组合。并在此基础上结合氮肥调控,确保弱筋小麦品质保证的前提下能够提高产量,期望能够为长江中下游弱筋小麦的生产提供理论依据。

1  材料与方法

1.1  试验设计

试验于2017-2018年在江苏省南京市浦口区汤泉镇汤泉农场进行(118°29′E 32°06′N)。试验品种为宁麦9号(1、7+8、2+12)5个HMW-GS缺失体材料:Ax0(_,7+8,2+12)、Bx0(1,_+8,2+12)、By0(1,7+_,2+12)、Dx0(1,7+8,_+12)、Dy0(1,7+8,2+_),及其对照野生型:CK: ABD(1,7+8,2+12)。实验处理采用随机区组设计,试验设置三次重复。氮肥施用量为180 kg/hm2,基追比为基肥:拔节肥:7:3。

1.2  项目测定与方法

1.2.1产量及其构成因素的测定

在成熟期分别取样,进行室内测产工作。

1.2.2面粉蛋白质含量的测定

总蛋白含量依照GB/T5511-2008[18],采用H2O2-H2SO4方法消煮。称取样品0.2g于消煮管中,加入8mL浓硫酸静置过夜,在消煮炉上250℃消煮2.5h,加入H2O2至澄清后转入350℃消煮1h,取出冷却至室温定容至100mL。氮含量使用凯氏定氮法测定,蛋白质含量为氮含量乘以5.7(小麦的换算系数)。

根据国家标准,弱筋小麦应满足籽粒粗蛋白含量≤11.5%的条件(GB/ T17893-1999)。

1.2.3蛋白组分含量的测定

蛋白组分的提取参照现代植物生理学试验指南[19],称取样品1g于50mL离心管中,采用连续提取法将清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白分别用10mL蒸馏水、10%NaCl、70%乙醇和0.2%NaOH提取,重复三次。提取液倒入消煮管中,放入70℃蒸干。测定方法同上。

1.2.4 GMP含量的测定

GMP含量的测定方法参照孙辉[20]、Don[21]等人的方法,并略有改动。称取样品0.05 g于10 mL离心管中,加入1 mL1.5%的 SDS提取液,常温下15500g离心15 min,弃上清液于废液缸, GMP的近似值取双缩脲法测出的残余物中氮含量,每个样品重复2次,计算平均值。

1.2.5面筋含量测定

湿面筋含量参照《GBT5506.2-2208小麦和小麦粉 面筋含量 第2部分:仪器法》进行测定。于洗涤皿中称取10 g小麦粉样品,加入氯化钠缓冲溶液4.6-5.2 ml,在仪器固定位置放置洗涤皿,启动仪器,搅拌成面团,自动洗涤。洗涤完全后,用自来水将洗出的面筋冲洗干净,放入离心机离心。离心后用药匙将筛网前后的面筋刮下来,分别称重。