全 文 ：国家自然科学基金资助项目 ( 39670464) 和四川省 “九五” 生物技术育种攻关课题。
作者工作单位: 四川省农科院作物所　四川成都　 610066
收稿日期: 1997-11-03
硬粒小麦 -节节麦人工合成种的高分子
谷蛋白亚基组成分析
杨武云　胡晓蓉　余　毅
摘　要　用十二烷基硫酸钠 -聚丙稀酰胺凝胶电泳方法 ( SDS-PAGE) , 分析了从
CIMMYT引进的 25份硬粒小麦 -节节麦人工合成种的高分子谷蛋白亚基 ( HMW-
GS)组成。结果表明 ,供试的 25份人工合成种中共有 17种不同的亚基组成类型 ,其
中 Glu-D1编码的亚基有 1. 5+ 10和 5+ 12等 10种类型。含 1. 5+ 10和 5+ 12优质
新亚基人工合成种的引进与研究应用 ,对于促进国内小麦品质育种具有重要的意义。
关键词　高分子谷蛋白亚基　节节麦　人工合成种　小麦品质育种
烘烤品质的改良已成为我国小麦品质育种的主攻目标。 国外大量研究表明 , 小麦胚乳高
分子谷蛋白亚基 ( HMW-GS)的数目和组成与烘烤品质关系密切 [1, 2 ] , 其中 1D染色体控制的
5+ 10亚基是最优的、 对烘烤品质具最强正效作用的 HMW-GS[ 1 ]。目前 HMW-GS是国外品
质育种中最活跃的研究领域。中国有关 HMW-GS研究起步较晚 , 但进展很快。近年 , 国内学
者不仅论证了 HMW-GS与小麦烘烤品质间的关系 [3～ 5 ] ;还发现 HMW-GS组成同样与馒头品
质有关 , 5+ 10亚基也是影响馒头体积的优质亚基 [3 ]。 我国小麦品种与国外品种相比品质较
差 [3～ 5 ] , 其重要原因是含 5+ 10等优质亚基的品种频率低 [3～ 5 ]。因此 , 研究、 转育 5+ 10等优
质亚基基因 , 便成为我国小麦品质改良的突破口 [ 3～ 5]。
节节麦 ( Aegilops . tauschii ) 是普通小麦 D染色体组的供体祖先种。 CIMMYT (国际玉
米小麦改良中心 )科学家最新研究发现 ,节节麦中存在两个比公认的 5+ 10亚基更优良的 1. 5
+ 10和 5+ 12 HMW-GS[2, 6 ]。这一新发现已引起了国际同行的普遍关注。节节麦优质新亚基
的发现与应用 , 将大大推动小麦品质育种的发展。笔者 1995年从 CIMMYT引进了一批硬粒
小麦——节节麦人工合成种 , 以便开展节节麦优质新亚基转育工作。本文报道这批硬粒小麦
-节节麦人工合成种的 HMW-GS组成分析结果。
1　材料与方法
1. 1　供试材料
硬粒小麦-节节麦人工合成种共 25份 , 由 CIMMYT远缘杂交部 A. Mujeeb-ka zi合成提
供。普通小麦 2份 , 中国春和川育 12。中国春的 HMW-GS组成为 N ( 1A)、 7+ 8 ( 1B) 和 2
+ 12 ( 1D) ; 川育 12的 HMW-GS组成为 ( 1A)、 7+ 8 ( 1B) 和 5+ 10 ( 1D)。
1. 2　 HMW-GS组成分析
采用十二烷基硫酸钠 -聚丙烯酰胺凝胶电泳方法 ( SDS-PAGE) , 分析人工合成种 HMW-
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1998年 11卷育种和栽培专辑
Vol. 11　　 B& C 　　　　　　　
西　南　农　业　学　报
Sou thw est Ch ina Journal of Agricu ltural Sciences
DOI : 10. 16213 /j . cnki . scjas . 1998. s2. 030
GS组成。 SDS-PAGE电泳分析参照刘广田等 ( 1998)报道的方法和步骤进行 [5 ]。以中国春和
川育 12为标准亚基作对照 , 比较分析人工合成种的亚基组成。人工合成种 HMW-GS的区分
及编号参照 Payne等 ( 1981)提出的命名系统 [ 1]和 William等 ( 1993)对节节麦的亚基定名标
准进行 [7 ]。
2　结果分析与讨论
2. 1　人工合成种 HMW-GS组成的遗传变异类型
SDS-PAGE电泳分析结果表明 ,供试的 25份硬粒小麦 -节节麦人工合成种共有 17种不同
的亚基组成类型 (表 1)。其中 , Glu-A1位点有 N、 2* 和 1三种亚基类型。 Glu-B1位点有 6+
8、 17+ 18和 7+ 8三种亚基类型 , 而 Glu-Dl有 5+ 10、 2+ 12、 1. 5+ 10、 3+ T1+ T2、 2. 1+
10、 2+ 10. 5、 2+ T1+ T2、 3+ 10. 5、 1. 5+ 12和 5+ 12共 10种亚基类型。
据前人对普通小麦 Glu-D1亚基变异类型分析的资料 [8 ] , 本试验分析出的 Glu-D1编码的
10种亚基类型中 , 除 2+ 12和 5+ 10亚基常见于普通小麦、 5+ 12亚基仅在意大利个别小麦
品种中发现以外 ,其余 7种亚基类型均为硬粒小麦-节节麦人工合成种的 D染色体组供体节节
麦所特有的。
表 1　供试硬粒小麦 -节节麦人工合成种 HMW-GS组成
Tablel HMW-GS com posi ti ons of syn th et ic hexaploid wh eats f rom T . durum×Ae. tauschii
序号
Serial No.
HMW-GS组成类型
Type of HMW-GS composi tions
Glu-A1 Glu- B1 Glu-D1
人工合成种份数
No. of obs er-
ved synthetic
h exaploid wh eat
1 N 6+ 8 5+ 10 5
2 N 6+ 8 2+ 12 1
3 N 6+ 8 1. 5+ 10 1
4 N 6+ 8 3+ T1+ T2 2
5 N 20 2+ 12 1
6 N 20 2. 1+ 10 3
7 N 20 1. 5+ 10 1
8 N 20 2+ 10. 5 1
9 N 20 5+ 10 1
10 N 20 2+ T1+ T2 1
11 N 7+ 8 2+ T1+ T2 1
12 N 7+ 8 2+ 12 2
13 N 7+ 8 3+ 10. 5 1
14 N 7+ 8 3+ T1+ T2 1
15 N 7+ 8 1. 5+ 12 1
16 2* 20 5+ 10 1
17 1 20 5+ 12 1
2. 2　人工合成种在小麦品质改良中的作用
节节麦是六倍体普通小麦 ( Triticum aestivum ) 起源的 D染色体组供体。 Laugudah等
( 1988)通过分析节节麦 HMW-GS遗传变异类型 ,发现节节麦 Glu-D1位点的遗传变异远比普
通小麦 Glu-D1位点的丰富 [9 ] , William等 ( 1993) 的研究结果 [ 7]进一步论证了这一结论。 因
此 Laugudah等 ( 1988)认为 , 在由四倍体小麦与节节麦天然杂交、 自然加倍进化成六倍体普
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通小麦的过程中 , 参与普通小麦起源的节节麦基因型相当有限 , 而研究、 利用节节麦资源丰
富的优良遗传变异特性 , 对于改良现代普通小麦品种具有重要意义。 CIMMY T Mujeeb-Kazi
等从 90年代初便开始合成硬粒小麦 -节节麦双二倍体 , 并系统开展节节麦优良基因的遗传评
价和育种应用工作 [6 ] , Pena等进一步研究证实节节麦 Glu-D1位点的编码基因能在硬粒小麦 -
节节麦双二倍体中正常表达 [2 ] ; 通过对同一硬粒小麦与具不同亚基类型节节麦合成的双二倍
体进行烘烤品质指标分析 , 发现节节麦的 1. 5+ 10和 5+ 12亚基比目前世界公认的 5+ 10亚
基更优良 , 这一新发现将大大促进普通小麦品质育种的进程。
图版 1 ( plate. 1):
1. 对照: 川育 12 ( CK, Chuanyu 12) ,
HMW-GS: 1, 7+ 8, 5+ 10;
2～ 8. 人工合成种 ( s ynthetic h exaploid w heat )。
2. HMW-GS: N, 6+ 8, 2+ 12;
3. HMW-GS: N, 6+ 8, 3+ T1+ T2;
4. HMW-GS: N, 6+ 8, 1. 5+ 10;
5. HMW-GS: N; 6+ 8, 5+ 10;
6. HMW-GS: 2* 20, 5+ 10;
7. HMW-GS: 1, 20, 5+ 12;
8. HMW-GS: N, 7+ 8, 1. 5+ 12。
本试验 SDS-PAGE电泳分析结果表明 , 在从 CIMMYT引进的 25份硬粒小麦 -节节麦人
工合成种中 , 有 2份人工合成种携带有 1. 5+ 10亚基 , 1份人工合成种携带有 5+ 10亚基 , 另
外还有 7份人工合成种携带有 5+ 10亚基 (图版 1) , 这 10份优质亚基人工合成种 , 特别是 3
份具 1. 5+ 10和 5+ 12亚基人工合成种的引进与研究应用 , 将对国内小麦品质育种起重要作
用。从 1995年开始 , 笔者已用绵阳 11单体系统的 1D单体系及绵阳 26等四川推广小麦 , 与
含 1. 5+ 10、 5+ 12和 5+ 10优质亚基的人工合成种杂交 ,转育 1. 5+ 10和 5+ 12优质新亚基
至四川主要推广小麦中 , 培育高产、 优质、 抗病小麦新材料和新品种。
参　考　文　献
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A Survey on High Molecular Weight Subunits in 25
Synthetic Hexaploid Wheat
Yang Wuyun, Hu Xiaorong and Yu Yi
( Crop Research Insti tute, Sichuan Academ y of
Ag ricul tu ral Sciences , Chengdu, 610066, P. R. China)
Abstract
25 synth etic hexaploid w heats ( T . durum×Ae. tauschi i ) w ere in t roduced f rom C IMM YT. They w ere analysed by SDS
- PAGE. 17 dif ferent HMW-GS composi tion typ es h av e b een observed. Th ere are 10 dif ferent HMW-GS com positi on types
coded b y Glu- D1. In th es e resou rces, 2 new excel len t gen es coding for 1. 5+ 10 and 5+ 12 HMW-GS, wi ll be v ery useful
fo r w heat quali t y b reeding in China.
Key words: Wh eat　 HMW-GS　 Aegilops . tauschi i　 Synthetic h exaploid w heat　 Quali ty breeding
(责任编辑　邱敦莲 )
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