小麦DUS测试新品种高分子量谷蛋白亚基组成的分析

　　摘要：为了解小麦新品种高分子量谷蛋白亚基的组成及变化趋势，采用SDS-PAGE电泳技术，对177个小麦DUS测试品种及近似品种进行了高分子量谷蛋白亚基分析。结果表明，申请品种和近似品种中高分子量谷蛋白亚基存在着较丰富的变异，在三个位点上共检测出12个变异类型，发现共有17个不同的亚基组合类型。与以往研究不同的是，其中优质亚基出现的频率较高。
　　关键词：小麦；高分子量谷蛋白亚基（HMW-GS）；DUS测试；品质
　　中图分类号：S512101文献标识号：A文章编号：1001-4942（2013）08-0025-04
　　小麦是我国最重要的禾谷类作物之一，自我国实施《中华人民共和国植物新品种保护条例》以来，每年都有大批的小麦新品种参加品种的特异性（D）、一致性（U）和稳定性（S）测试。DUS测试是植物新品种授权的重要前提条件。
　　高分子量谷蛋白是小麦胚乳储藏蛋白的重要组成部分，国内外进行了大量关于小麦高分子量谷蛋白亚基的组成与小麦烘烤品质关系及其遗传变异小麦遗传演化与群体分化的研究[2～14]。而根据《植物新品种特异性、一致性和稳定性测试指南普通小麦》[1]的规定，高分子量谷蛋白亚基（HMW-GS）是在必测性状不能区别申请品种和近似品种时，仍需进一步测试而选用的性状。因此该性状主要用于测定品种的特异性。本文结合小麦DUS测试工作，对一批小麦申请品种和相应近似品种进行了高分子量谷蛋白亚基组成鉴定和数据分析，除为申请品种的特异性测试提供依据外，也为掌握目前小麦新品种的品质状况变化趋势、合理利用优质种质资源提供一定的参考依据。
　　1材料与方法
　　1.1材料
　　2008年农业部植物新品种保护办公室下达的小麦品种177个，包括申请品种79个（A），近似品种98个（B、C、D），主要为黄淮海地区育成的小麦新品种。HMW-GS鉴定的对照品种为中国春（Null，7+8，2+12）、钱尼（2*，7+9，5+10）、4072（1，13+16，5+10）、烟优361（1，17+18，5+10），由山东省农业科学院作物研究所小麦研究室提供。
　　1.2方法
　　参照《小麦植物新品种测试指南》中规定的SDS-PAGE法测定高分子量麦谷蛋白。
　　1.2.1样品提取每份品种取10粒种子，将种子单粒粉碎放入2ml离心管中，加入500μl提取液，提取液含009mol/LTris-HCl（pH68）、003%SDS、0015%溴酚蓝、15%甘油、75%巯基乙醇，振荡混匀，室温下提取2h；沸水浴中加热10min，离心5min，取上清液。
　　1.2.2SDS-PAGE凝胶电泳采用不连续分离系统。分离胶含10%Acry，013%Bis，038mol/LTris-HCl（pH88），01%SDS。浓缩胶含4%Acry，006%Bis，017mol/LTris-HCl（pH68），01%SDS。电泳：电极缓冲液（pH88）含14%Gly，03%Tris，01%SDS；采用垂直板夹芯电泳槽，恒压100V，电泳12h；染色液含10%三氯乙酸、0025%考马斯亮蓝R-250，染色4h。用蒸馏水浸泡8h，直至胶片背景变浅或无色。
　　1.2.3HMW-GS的命名Glu-1位点编码的HMW-GS名称参考Payne等[2]的标准。
　　2结果与分析
　　2.1参试材料HMW-GS在不同位点上的变异类型及分布
　　3.2本试验结果与其他研究相比，出现的亚基类型和亚基组合类型较少，主要亚基组合类型不同。赵和等[7]在284份来自全国14个省市不同时期育成的品种中检测出37种亚基组合类型；Nakamura[8]在274份来自我国18个省市的地方品种和育成品种中检测出20种亚基、29种亚基组合，两者的研究中，在Glu-A1、Glu-B1、Glu-D1三个位点上频率最高的三类亚基分别是Null，7+8和2+12。造成以上差别的原因可能与选用的试材不同有关。首先，本研究所选材料中的测试品种为新育成品种（系），近似品种为测试品种的亲本或姊妹品种，从地域上、品种育成年代和品种间亲缘关系上不同于以上研究，遗传基础更为狭窄。其次，小麦中优质高分子量谷蛋白亚基的组成与含量及相互比例对品质起着重要影响，我国小麦品质较国外品种差的主要原因是含5+10等优质亚基的品种出现频率低[10～12]。在我国当前的小麦育种中，极为重视优质强筋品种的选育。在育种手段上，普遍使用了HMW麦谷蛋白亚基组成分析和烘烤品质分析等方法，这势必造成在亲本选用和后代选择上注重对小麦品质有正向作用的亚基组成的选择，同时不可避免地造成了育成品种遗传基础狭窄的问题。在HMW-GS组成上，表现为亚基组合类型少，但优质亚基组合频率高。刘爱峰等[12]分别对20世纪60～90年代山东省育成的小麦品种进行了HMW-GS组成分析，发现5+10亚基的频率由60年代的零稳步上升到90年代的231%，本文所得出的分析结果也与该趋势相符。