全 文 ：收稿日期:2007-10-12
基金项目:河南省高校杰出人才创新工程项目(HAIPURT , 2007KYCX009)
作者简介:张　明(1968-),男 ,河南南阳人 ,硕士 ,主要从事植物分子细胞遗传学研究。
通讯作者:李锁平(1963-),男 ,河南虞城人 ,教授 ,博士生导师 ,主要从事作物遗传育种研究。
黄河中游地区粗山羊草高分子量
谷蛋白亚基组成分析
张　明 ,苏亚蕊 ,张大乐 ,李锁平
(河南大学 农业生物技术研究所 ,河南 开封　475001)
　　摘要:为了解黄河中游地区粗山羊草的高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)遗传多样性 ,应用 SDS-PAGE 技术分析了
56 份粗山羊草 Glu-Dt1 位点的 HMW-GS 组成 , 检测到 3种 x-型亚基(5t , 6.2t , null)和 3 种 y-型亚基(10.5t , 10.4t , 10.3t)。
其中 6.2t类型是新的 x-型亚基。供试粗山羊草共发现 3种 HMW-GS 组合类型 5t +10.5t , 6.2t+10.4t , null+10.3t , 它们
的比例分别是 91.07%, 7.14%, 1.79%。表明该地区粗山羊草的高分子量谷蛋白亚基有一定变异。
关键词:粗山羊草;Glu-Dt1位点;高分子量谷蛋白亚基;SDS-PAGE
中图分类号:S512.9;S331　　文献标识码:A　　文章编号:1000-7091(2008)03-0028-03
The Analyse of Allelic Composition of the HMW Glutenin Subunits in
Aegilops tauschii in Middle Reaches of the Yellow River
ZHANG Ming , SU Ya-rui , ZHANG Da-le , LI Suo-ping
(Institute of Agricultural Biotechnology ,Henan University ,Kaifeng　475001 ,China)
Abstract:A Collection of 56 accessions of Aegilops tauschii was investigated for the allelic composition of the high
molecular weight subunits at the Glu-Dt1 locus by SDS-PAGE analysis.Three x-type glutenin subunits(5t ,6.2t ,null)and
Three y-type subunits(10.5t , 10.4t , 10.3 t)were identified , respectively , according to their ascending mobility.Among
them , subunit 6.2 t was a novel x-type glutenin subunit.Three HMW-GS combinations(5t +10.5t , 6.2t+10.4t , null+
10.3t ,)were found in these collection , of which their percent were 91.07%,7.14% and 1.79%.The results indicated
that some genetic diversity were presented in the 56 accessions of Aegilops tauschii .
Key words:Aegilops tauschii ;Glu-Dt1 locus;HMW-GS;SDS-PAGE
　　粗山羊草(Aegilops tauschii Cosson ,DD)是普通小
麦(Tiriticum aestivum L ,AABBDD)D基因组的供体
种 ,在世界范围内分布很广。它含有许多的抗病 、抗
虫 、抗寒和优质等优异基因 ,是改良普通小麦宝贵的
遗传资源[ 1 ,2] 。
小麦高分子谷蛋白亚基(HMW-GS)由普通小麦
Glu-1位点编码 ,决定小麦的加工品质 ,如HMW-GS组
合1 ,2＊ ,14+15 ,17+18 ,5+10与面包烘烤品质 ,蛋白
质含量 、面包体积 ,面团弹性稳定时间正相关 ,HMW-
GS组合null ,6+8 ,7+9 ,2+12等与较劣质的面包烘
烤品质相关[ 3-5] ,因此 ,筛选具有高分子量麦谷蛋白
优质亚基的小麦品种对育种有重要意义。存在于
Glu-D1位点编码的亚基与面包小麦的品质的关系非
常密切 ,但普通小麦Glu-D1位点编码的 HMW-GS 等
位变异类型相对较少。粗山羊草Glu-Dt1位点存在着
丰富的麦谷蛋白变异类型 ,Peńa等[6]研究发现 ,粗山
羊草Glu-Dt1编码的某些HMW-GS 组合(如 5+12 和
1.5+10)的品质效应 ,要优于普通小麦中公认的优质
亚基组合 5+10。因此 ,认识粗山羊草所具有的高分
子量麦谷蛋白亚基 ,对于发现可用于小麦籽粒加工品
质改良的亚基具有重要意义。
虽然已经有人[ 7-11]对黄河流域的粗山羊草进
行过研究 ,但尚无对分布在黄河中游地区的粗山羊
草进行过大规模的研究 。本研究目的在于系统地调
查黄河中游地区粗山羊草的高分子量谷蛋白亚基组
成 ,以期发现有育种价值的粗山羊草资源。
1　材料和方法
1.1 　材料
供试材料为采集于黄河中游地区的粗山羊草
华北农学报·2008 , 23(3):28-30
56份(表1),以麦谷蛋白亚基标准品种中国春(-,
7 +8 ,2 +12),豫麦 49号(1 ,7 +9 ,5 +10),西安
8号(1 ,6+8 ,2+12)等作对照。
1.2　方法
样品的提取以及 SDS-PAGE 电泳技术参照孙辉
等[ 4]的方法。
每份材料随机取 3 粒进行单粒种子的 HMW-
PAGE组成分析。亚基命名参照William等[ 12] ,Gian-
ibelli等[ 13] ,Yan等[ 14]的方法进行。
2　结果与分析
2.1　供试粗山羊草的 HMW-GS等位变异
每份粗山羊草材料只有 1 个或 2 个 HMW-GS ,
粗山羊草高分子量麦谷蛋白亚基的SDS-PAGE检测
结果见图 1 、表 1和表 2。在 56份粗山羊草中共发
现了 3种 x-型亚基 ,即 null 、6.2t 和 5t。3种 y-型亚
基 ,即 10.5t和 10.4 t , 10.3t 亚基。6.2t 为一种新型
亚基。6.2t , 10.4t , 10.3t , null 这 4 种亚基在黄河中
游地区未见报道。
2.2　供试粗山羊草的 HMW-GS组合类型
供试粗山羊草Glu-Dt位点上的 3种 x-亚基和 3
种 y-型亚基共组成 3种组合类型 ,即 5t +10.5t ,6.2t
+10.4t ,null+10.3t。这 3种亚基组合都未见报道。
各亚基组合频率列于表 2。5t +10.5t的频率为
最高 ,91.07%;其次是 6.2t +10.4t 为 7.14%, null+
10.3t最低为 1.79%。
cs.中国春;y49.豫麦 49号;x8.西安 8号;1～ 16.同表 1的材料顺序
cs.Chinese spring;Y49.yumai49 ,x8.Xian8;The number of 1-16 refers to the materials were described in the same order as in the table 1
图1　部分粗山羊草 HMW-GS电泳图谱
Fig.1　The electrophoresis maps of HMW-GS in some varieties in Aegilops tauschii
表 1　56份供试粗山羊草的 HMW-GS组成
Tab.1　HMW-GS compositions at the Glu-Dt1 locus in 56 accessions of Aegilops tauschii
材料编号
Accession No.
亚基组成
Subunit combination
产地
Origin
材料编号
Accession No.
亚基组成
Subunit combination
产地
Origin
1 5
t+10.5t 河南 灵宝 29 5t+10.5t 河南 三门峡
2 5 t+10.5t 河南 渑池 30 5t+10.5t 河南 兰考
3 5 t+10.5t 河南 范县 31 5t+10.5t 河南 孟州
4 5 t+10.5t 河南 宜阳 32 5t+10.5t 河南 封丘
5 5 t+10.5t 河南 义马 33 5t+10.5t 河南 延津
6 5 t+10.5t 河南 渑池 34 5t+10.5t 河南 栾川
7 5 t+10.5t 河南 温县 35 5t+10.5t 河南 武陟
8 5 t+10.5t 河南 孟州 36 5t+10.5t 河南 卢氏
9 5 t+10.5t 河南 济源 37 5t+10.5t 山东 东明
10 5 t+10.5t 河南 台前 38 5t+10.5t 山东 东明
11 5 t+10.5t 河南 濮阳 39 5t+10.5t 山东 东明
12 5 t+10.5t 河南 封丘 40 5t+10.5t 陕西 临潼
13 5 t+10.5t 河南 原阳 41 5t+10.5t 陕西 蓝田
14 6.2t+10.4t 河南 渑池 42 5t+10.5t 陕西 渭南
15 6.2t+10.4t 河南 范县 43 5t+10.5t 陕西 咸阳
16 null+10.3 t 河南 温县 44 5t+10.5t 陕西 蒲城
17 5 t+10.5t 河南 温县 45 6.2t +10.4t 陕西 闫良
18 5 t+10.5t 河南 沁阳 46 5t+10.5t 陕西 三原
19 5 t+10.5t 河南 范县 47 5t+10.5t 陕西 澄县
20 5 t+10.5t 河南 长垣 48 5t+10.5t 陕西 永丰
21 5 t+10.5t 河南 武陟 49 5t+10.5t 陕西 岔阳
22 5 t+10.5t 河南 温县 50 6.2t +10.4t 陕西 泾县
23 5 t+10.5t 河南 温县 51 5t+10.5t 陕西 铜川
24 5 t+10.5t 河南 温县 52 5t+10.5t 陕西 长安
25 5 t+10.5t 河南 温县 53 5t+10.5t 陕西 冯原
26 5 t+10.5t 河南 孟州 54 5t+10.5t 陕西 澄城
27 5
t+10.5t 河南 孟州 55 5t+10.5t 陕西 黄陵
28 5 t+10.5t 河南 民权 56 5t+10.5t 陕西 咸阳
3期 张　明等:黄河中游地区粗山羊草高分子量谷蛋白亚基组成分析 29　
表 2　56 份粗山羊草的 HMW-GS组合类型及其频率
Tab.2 　HMW-GS combinations and their frequencies at
Glu-Dt1 locus in 56 accessions of Aegilops tauschii
亚基组合
HMW-GS
in combinations
品种数目
No.of genotypes
频率/ %
Frequency
　　5 t+10.5t 51 91.07　　
　　6.2t+10.4t 4 7.14　　
　　null+10.3t 1 1.79　　
3　讨论
根据文献[ 7-11]报道 ,黄河中游地区粗山羊草的
高分子谷蛋白亚基有 5t +10t , 2t +10t , 3t +11t , 4t +
10.5t等类型。在 56份黄河中游地区的粗山羊草材
料的 Glu-Dt1位点分别检测到 3种 x-型亚基和 3种
y-型亚基 ,它们有 3种亚基组合类型 ,与以前报道相
比 ,没有发现5 t+10t ,2t +10t ,3t +11t ,4t +10.5t类型
亚基 ,这 3种也是以前没有报道过的。至于差别的
原因 ,还有待进一步分析 。
5t +10.5t , 6.2t +10.4t 和 null+10.3t亚基组合
是本次研究中发现的 3种亚基组合 。在黄河中游地
区这 3种亚基组合尚未见报道 。其中绝大部分粗山
羊草为 5t +10.5t 亚基组合 ,占比例为 91.07%,而
6.2t+10.4t和 null+10.3t 亚基组合比例较低 ,分别
为7.14%和 1.79%,这可能是黄河中游地区 5t +
10.5t亚基组合群体中发生了突变而产生了两种变
异类型 。其中 null+10.3t 可能是一种基因沉默现
象。有研究表明 , HMW-GS 基因由 3 个特征结构域
构成:1个中央重复区域及位于其两侧侧翼的非重
复序列 N-末端和 C-末端 。中央重复区域是蛋白亚
基最主要的部分 ,由 2 ～ 3 种不同的短肽重复单位组
成。重复区域 DNA 片段的插入或缺失 ,会引起短肽
重复单位数量的变化 ,从而产生新等位基因[ 15] 。亚
基组合 6.2t+10.4t和 null+10.3t的原因有必要进行
进一步研究。我们正对这些亚基基因进行克隆 ,通
过序列对比 ,以了解 x-亚基变异的具体情况。有关
这3种亚基组合对小麦的品质效应有待进一步分
析。
致谢:本研究的高分子谷蛋白条带的判读得到首都师范
大学晏月明教授的帮助 ,在此特表谢意。
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