全 文 ：　文章编号 :100028551 (2000) 0520311204
重离子辐照春麦稳定后代品质和
贮藏蛋白的变化
李兴林1 ,2 　王晓娟3 　李文建1 　颉红梅1 　马传喜2 　卫增泉1
(11 中国科学院近代物理研究所　甘肃 兰州　730000 ;21 安徽农业大学　安徽 合肥　230036 ;
31 兰州大学农业干旱生态国家重点实验室　甘肃 兰州　730000)
摘　要 :低能重离子辐照春麦定西 24 ,经过多年选择获得了稳定的两个后代 118 和
119。品质测定和种子贮藏蛋白分析表明 :1)同定西 24 相比 ,118 的蛋白质含量提高
了 1 个百分点 ,118 和 119 的 SDS 沉降值都有所升高 ;2) 在和面仪曲线分析中 ,两个
品质的和面时间和 7 分钟带宽均有所下降 ,而峰高和 7 分钟尾高 ,118 增加 ,119 降
低 ;3)辐照后代的高分子量麦谷蛋白亚基类型没有改变 ,但其相对含量发生了很大变
化 ;4)低分子量麦谷蛋白和醇溶蛋白区表现了新带产生和旧带消失的较大改变。品
质性状及贮藏蛋白的变化为重离子辐照小麦材料实现高产、优质的结合提供了机会。
关键词 :重离子辐照 ;春麦 ;品质 ;种子贮藏蛋白
收稿日期 :1999204206
基金项目 :中国科学院重点项目资助 ( KJ9522S12424)
作者简介 :李兴林 (1964～) ,男 ,中国科学院近代物理研究所博士生 ,从事作物遗传育种及小麦品质改良、小麦辐照分子
遗传学方面的科研工作
重离子辐照育种已经有多年历史[1～3 ,5 ,6 ,12 ] ,对植物辐照的当代和后代农艺性状及细胞学
效应等研究在水稻、小麦和棉花等作物中都有报道[1 ,2 ,5 ,6 ] 。但是重离子辐照小麦品质性状及
贮藏蛋白质的变化报道很少。由于小麦品质改良是极重要的育种目标之一 ,特别是在目前的
市场压力下 ,专用小麦品种的选育尤为突出。作为 80 年代新起的育种手段 ,重离子辐照如果
能在小麦品质改良中发挥作用 ,将具有重要意义。
1 　材料和方法
111 　材料
定西 24 为甘肃省推广的春麦品种 ;118 和 119 为 1992 年在中国科学院近代物理研究所
用低能 Fe 离子 (110keV/ u)辐照定西 24 ,经过多年选择而获得的稳定后代。
112 　方法
11211 　田间试验 　于 1998 年在甘肃省农业科学院试验地种植。水肥管理一致。收获后随机
取样供品质和贮藏蛋白分析用。
11212 　品质测定 　蛋白质含量按 AACC46215 方法 ,以干基计 [7 ] ; SDS 沉降值按 Axford
113　核 农 学 报　2000 ,14 (5) :311～314Acta A gricult urae N ucleatae Sinica
(1979)等提出 ,经改进用 3g 全麦粉 5min 观测值[8 ] ;和面仪曲线按 AACC54240 方法[7 ] 。
11213 　种子贮藏蛋白提取、分离、扫描和分析 　贮藏蛋白的提取参照 Payne 等 SDS2PA GE 的
技术 ,并对高分子量麦谷蛋白亚基进行编号 ;制作干胶后扫描[9 ,11 ] 。
2 　结果与分析
211 　辐照后代蛋白质含量和 SDS 沉降值的变化
由表 1 可知 ,在面粉蛋白质含量中 ,辐照后代 118 (14179 %) 高于定西 24 (13174 %) ,119
与定西 24 相当。118 (25ml)和 119 (24ml)的 SDS 沉降值比定西 24 (22ml) 高 ,但是提高的幅度
不大。
表 1 　定西 24 和辐照稳定后代的品质性状
材料 蛋白质含量( %)
SDS 沉降值
(ml)
和面时间
(min)
峰高
(cm)
7 分钟尾高
(cm)
7 分钟带宽
(cm)
定西 24 13174 22 210 713 511 110
118 14179 25 117 717 515 017
119 13167 24 116 710 510 017
212 　辐照后代和面仪曲线的变化
通过和面仪曲线的测定 ,分析了定西 24 及其后代的流变学特性变化 ,结果见图 1 和表 1。
由图 1 可知 ,和面仪曲线走势差别不大。但是对曲线的主要特征值分析表明 (表 1) ,表达面筋
强度的和面时间和面团耐揉性的 7 分钟带宽在辐照后代 118 和 119 中都有所下降 ,其中 7 分
钟带宽更为明显 ;而反映面粉蛋白质含量高低的峰高 ,118 高于定西 24 ,119 低于定西 24 ;在 7
分钟尾高上 ,118 高于定西 24 ,119 同定西 24 相当。
图 1 　定西 24 和辐照后代的和面仪曲线
213 　辐照后代种子贮藏蛋白的变化
21311 　高分子量麦谷蛋白亚基 　贮藏蛋白充分提取后经过聚丙烯酰胺凝胶电泳分离 ,制干胶
再扫描 ,结果见图 2。Ⅰ区为高分子量麦谷蛋白亚基区 ; Ⅱ区为低分子量麦谷蛋白和醇溶蛋白
区 (有少数峰跨 Ⅰ区) 。
同标准亚基品种 (如中国春等)相比可知 ,定西 24、118 和 119 的高分子量麦谷蛋白质亚基
均为 Null (位于 1A 染色体上) 、7 + 9 (位于 1B 染色体上)和 2 + 12 (位于 1D 染色体上) ,带型没
213 核　农　学　报 14 卷
图 2 　定西 24 和辐照后代的贮藏蛋白扫描曲线
有发生变化。扫描峰见图 2。对各亚基的相对含量分析表明 ,118 和 119 之间差别不大 ,但是
同定西 24 相比有较大改变。稳定后代的 9 号和 12 号亚基含量上升 ,2 号亚基下降 (见表 2) ;7
+ 9 (1B 染色体)和 2 + 12 (1D 染色体)的相对含量分别有较小辐度的上升和下降。
表 2 　高分子量麦谷蛋白亚基的相对含量( %)
染色体 亚基 定西 24 118 119
1A Null 0 0 0
1B 7 30190 29153 29162
9 11137 16131 15185
7 + 9 4216 45184 45147
1D 2 39139 29108 30128
12 18131 25117 24123
2 + 12 57170 54125 5415121312 　低分子量麦谷蛋白和醇溶蛋白 　分析 Ⅱ区表明 , 118 和 119 缺少定西 24 的 A(1166min 处) 、B (4136min 处) 和 C (4171min处)峰 ,而 119 多出定西 24 的 D (3154min)峰。这一结果反映某些低分子量麦谷蛋白或醇溶蛋白的表达类型出现了差异 (见图 2) 。该区蛋白质的表达量的差异在定西 24 和辐照后代间也很明显 ,如后代的 E 峰比定西 24
显著增高等。由于该区的复杂性 ,没有做更多的分析。
3 　讨 　论
重离子辐照植物在遗传育种上取得了一定的成就[1～3 ,5 ,12 ] 。但是 ,和其他育种方法一样 ,
长期以来 ,人们更多注重的是农艺性状的改良 (主要是产量) ,而忽视品质的提高 ,少数涉及品
质变化的报道也仅限于蛋白质和赖氨酸含量等少数品质性状的研究 ,这对品质的理解还远远
不够。
小麦品质性状是一个复杂的体系 ,它不仅受遗传因子控制 ,同样受到环境因子的影响 ,有
些指标受环境影响程度大于遗传控制 ,如蛋白质含量高低等[10 ] 。因而 ,不同品质指标也会影
响品种品质的准确判断。作者选择了能反映面筋强度且主要受遗传控制的和面时间[4 ,7 ]和种
子贮藏蛋白、反映面粉蛋白质数量多少的蛋白质含量和峰高以及能反映综合品质性状的 SDS
沉降值、7 分钟尾高和 7 分钟带宽等作为品质表现的指标 ,在环境条件一致的情况下 ,研究辐
照亲代和后代的品质变化。结果表明辐照后代的面筋强度 (和面时间) 和面团的耐揉性 (7 分
钟带宽)均有所下降 ,这种变化对制作需要强筋的食品不利 ,但是 ,当其下降到一定范围内时 ,
对制作弱筋食品有很大益处[4 ] 。其他品质指标变化多样 ,其中重离子辐照后代蛋白质含量的
313　5 期 重离子辐照春麦稳定后代品质和贮藏蛋白的变化
提高将有利于改善小麦的营养品质。
正因为重离子辐照小麦引起品质性状的多种变化 ,结合农艺性状的改良 ,就能为专用小麦
品种的选育创造机会。
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