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小麦Wx基因近等基因系的创制及其理化性质、面条品质的研究

作　者: 于春花
导　师: 程顺和
学　校: 扬州大学
专　业: 作物遗传育种
关键词: 小麦 Wx基因近等基因系理化指标面条品质
分类号: S512.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本研究以红皮品种扬麦17和白皮品种扬01-2为轮回亲本,Caiwx为Wx基因突变供体,通过传统回交方法和玉米花粉诱导单倍体技术分别创制了两种背景的Wx基因近等基因系,探讨了两种创制方法的异同;通过对两种背景近等基因系面粉的理化指标和面条品质的测定,研究了不同遗传背景和Wx基因组合对理化指标、面条品质的影响,为发展优质面条专用小麦新品种(系)及其产业化提供依据。初步研究结果如下:1.本研究以扬17为轮回亲本的BC9F2群体和扬17、扬01-2为轮回亲本的BC7F1单株诱导的双单倍体作为材料,采用国内外公开发表的3个Wx基因STS标记进行筛选,结合同工酶标记的验证,现已得到扬17、扬01-2两种背景下8种Wx基因组合近等基因系。表明两种创制方法均可行,传统方法植株管理较普通,实验操作容易,但工作量较大;双单倍体技术后代纯合快,但实验技术要求高。2.研究分别以扬麦17和扬01-2为轮回亲本的近等基因系为材料,得出如下结果:(1)直链淀粉含量:全糯小麦的直链淀粉含量小于1%,双突变型显著低于单突变型。双突变型中AAbbdd最低,其次为aabbDD型、aaBBdd型,三者差异显著,表明Wx-B1a对直链淀粉合成能力最大。单突变型中AAbbDD最低, Wx-A1或Wx-D 1单突变含量相近,表明Wx-B1位点突变对直链淀粉的降低效应最大。以3个Wx基因、遗传背景和田间重复为因素进行相应性状主要效应分析,表明Wx-B1b基因和突变基因间互作对直链淀粉含量起了显著的负向效应,决定了直链淀粉含量96%的变异。(2)淀粉糊化特性:全糯小麦面粉的淀粉糊化特性曲线与部分糯小麦、背景亲本存在明显差异。全糯小麦面粉糊化温度和峰值温度低,峰值时间短,峰值粘度、低谷粘度和最终粘度、反弹值显著低于其他类型和背景亲本,稀懈值低于部分糯小麦,高于背景亲本。部分糯小麦的峰值粘度和稀懈值高于轮回亲本,低谷粘度、最终粘度和反弹值较低,Wx基因的突变可提高峰值粘度和稀懈值,降低低谷粘度、最终粘度和反弹值,有利于提高面条的加工品质。主效应分析表明Wx基因的突变及其互作决定了淀粉糊化特性大部分指标80%以上的变异,是淀粉糊化特性变异的决定性影响因素。(3)籽粒硬度等:全糯小麦与部分糯小麦的籽粒硬度高于亲本,SDS沉淀值低于亲本,表明Wx基因的突变导致硬度升高,SDS沉淀值的降低,这可能是因为Wx蛋白的缺失会影响硬度蛋白friabilin与淀粉的结合以及蛋白质的组成。近等基因系和亲本在白度、红色度和黄色度上差异不大,全糯小麦的蛋白质含量和湿面筋含量均较高,部分糯小麦与背景亲本的差异无明显规律,表明Wx基因的突变对蛋白质含量和湿面筋含量的影响较小。主效应分析表明,Wx基因的突变及互作、遗传背景决定SDS沉淀值81%的变异,而对面粉色度、蛋白质含量等有一定的影响,但不是决定性因素。(4)粉质仪参数:与背景亲本相比,Wx基因突变类型的吸水率显著提高,其中全糯小麦吸水率最高。全糯小麦面团形成时间较长,其他基因型的形成时间较短且差异不大。扬17背景的全糯小麦稳定时间和断裂时间短,公差指数大,而扬01-2背景则与之相反。表明Wx基因的突变导致吸水率提高,Wx基因的突变和遗传背景对粉质仪其他参数(除吸水率)有一定的影响,但决定系数低,不是粉质仪参数变异的决定性因素,粉质仪参数可能受到蛋白质、环境等因素更大的影响。(5)面条品质:扬01-2以及以扬01-2为背景的近等基因系制作的面条的总分高于扬17背景,其中面条的色泽和光滑性贡献较大。全糯小麦在面条的色泽、表观、软硬度、粘性指标上得分和总分显著低于其他类型、对照亲本和雪花粉。部分糯小麦面条得分高于轮回亲本,表明Wx基因的突变有利于面条品质的提高。部分糯小麦间在色泽、表观和总分上有显著差异,其中aaBBDD型面条品质较好,尤其在扬01-2背景下,aaBBDD型与AABBdd型总分显著高于背景亲本,并且与雪花粉总分相当。相应性状主效应分析表明,Wx基因的突变及互作、遗传背景对面条品质指标等有影响。部分糯小麦可作为优质面条专用小麦材料进行选育。(6)相关分析表明,直链淀粉含量和淀粉糊化特性的指标(除稀懈值)、SDS沉淀值与面条的色泽、表观等指标存在极显著的正相关,与光滑性负相关。蛋白质含量和湿面筋含量与色泽、表观指标等呈负相关或显著负相关。吸水率与面条品质负相关,而稳定时间、断裂时间和粉质质量指数与面条品质的相关性在背景间存在差异。表明面条品质是受许多性状影响的综合性状,适中的直链淀粉含量、蛋白质含量、较高的SDS沉淀值和峰值粘度等对面条品质有利。( 7 )本研究已筛选出A8(AAbbDD)、A9(AABBdd)、B5(AAbbDD)、B6(AABBdd)、B40(aaBBDD)、B28(aaBBdd)6个面条品质较优的部分糯小麦品系,为优质面条专用小麦的育种提供了材料。

全文目录

摘要  7-10
ABSTRACT  10-13
第一章文献综述  13-28
  1. Wx 基因的研究概况  13-19
    1.1 小麦Wx 基因突变品种的分布  13-14
    1.2 Wx 基因的遗传  14-15
    1.3 Wx 基因结构及分子标记的开发和利用  15-16
    1.4 蛋白质电泳技术的应用  16-17
    1.5 Wx 基因突变对品质的影响  17-19
      1.5.1 Wx 基因突变对淀粉品质的影响  17-18
      1.5.2 Wx 基因突变对面团流变学的影响  18
      1.5.3 Wx 基因突变对面条品质的影响  18-19
  2. 糯小麦育种技术  19-21
    2.1 常规育种  19-20
    2.2 单倍体育种  20
    2.3 诱变育种  20-21
    2.4 分子标记辅助育种  21
  3. 遗传标记的发展  21-26
    3.1 形态标记  21-22
    3.2 细胞学标记  22
    3.3 生化标记  22-23
    3.4 分子标记  23-26
  4. 研究目的和意义  26-28
第二章 Wx 基因8 种基因型近等基因系的创制  28-42
  1. 材料  28-29
    1.1 Wx 蛋白组合类型的划分  28-29
    1.2 传统方法创制近等基因系的材料  29
    1.3 玉米花粉诱导双单倍体创制近等基因系的材料  29
  2. 方法  29-35
    2.1 传统回交方法创制近等基因系创制程序  29
    2.2 玉米花粉诱导双单倍体创制近等基因系方法  29-30
      2.2.1 杂交  29-30
      2.2.2 幼胚离体培养  30
      2.2.3 单倍体植株的染色体加倍  30
    2.3 分子检测  30-32
      2.3.1 试剂  30-31
      2.3.2 仪器设备  31
      2.3.3 酚－氯仿法提取步骤  31-32
      2.3.4 引物  32
    2.4 蛋白质电泳  32-35
      2.4.1 设备  32
      2.4.2 试剂  32-33
      2.4.3 蛋白质提取  33-34
      2.4.4 Waxy 蛋白的电泳检测  34-35
        2.4.4.1 凝胶配方  34
        2.4.4.2 电泳检测  34-35
        2.4.4.3 银染  35
  3. 结果与分析  35-39
    3.1 BC_9F_2 群体的分子检测  35-37
      3.1.1 Wx-A1 位点分子检测  35-36
      3.1.2 Wx-B1 位点分子检测  36
      3.1.3 Wx-D1 位点分子检测  36-37
    3.2 DH 群体的分子检测  37-38
    3.3 蛋白电泳检测  38-39
  4. 讨论  39-42
    4.1 遗传标记的应用  39-41
    4.2 创制方法的比较  41-42
第三章近等基因系的理化性质及面条品质  42-69
  1. 材料  42
  2. 方法  42-46
    2.1 田间试验  42-43
    2.2 品质检测  43-45
      2.2.1 磨粉  43
      2.2.2 面粉白度测定  43
      2.2.3 蛋白质含量：微量凯氏定氮法  43
      2.2.4 面筋含量  43
      2.2.5 SDS 沉淀值  43
      2.2.6 直链淀粉含量：双波长法  43-44
        2.2.6.1 试剂  43-44
        2.2.6.2 步骤  44
      2.2.7 淀粉糊化特性  44-45
      2.2.8 粉质仪参数  45
      2.2.9 面条加工品质  45
        2.2.9.1 面条制作方法  45
        2.2.9.2 煮面方法  45
        2.2.9.3 面条评价系统  45
    2.3 数据分析  45-46
  3. 结果与分析  46-64
    3.1 直链淀粉含量  46-48
      3.1.1 近等基因系及背景亲本的直链淀粉含量  46-48
      3.1.2 主要效应分析  48
    3.2 淀粉糊化特性  48-52
      3.2.1 近等基因系及背景亲本的淀粉糊化特性  48-50
      3.2.2 影响淀粉糊化特性的因素主要效应分析  50-52
    3.3 蛋白质含量、干、湿面筋含量和SDS 沉淀值  52-55
      3.3.1 近等基因系及背景亲本蛋白质含量、干、湿面筋含量和SDS 沉淀值  52-53
      3.3.2 影响蛋白质含量等的因素主效应分析  53-55
    3.4 籽粒硬度、面粉色度  55-56
      3.4.1 近等基因系及背景亲本籽粒硬度和面粉色度值  55-56
      3.4.2 影响面粉色度的因素主要效应分析  56
    3.5 粉质仪参数  56-59
      3.5.1 近等基因系及背景亲本粉质仪参数  56-57
      3.5.2 影响粉质仪参数的因素筛选逐步回归分析  57-59
    3.6 面条评价  59-62
      3.6.1 近等基因系及背景亲本面条评分  59
      3.6.3 影响面条品质的因素主效应分析  59-62
    3.7 面粉理化性质与面条评分的相关系数  62-64
      3.7.1 直链淀粉含量、蛋白质含量等与面条评分的相关  62
      3.7.2 淀粉糊化特性与面条评分的相关  62-63
      3.7.3 粉质仪参数与面条评分的相关  63-64
  4. 讨论  64-69
    4.1 Wx 基因对直链淀粉含量及淀粉糊化特性的影响  64-65
    4.2 Wx 基因对籽粒硬度、蛋白质、面粉色度等的影响  65-66
    4.3 Wx 基因对面团流变学的影响  66
    4.4 Wx 基因对面条品质的影响  66-69
全文结论  69-70
参考文献  70-76
致谢  76-77
硕士在读期间发表的学术论文  77

小麦Wx基因近等基因系的创制及其理化性质、面条品质的研究

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