全 文 ：Vol. 30 , No. 11
pp. 1076 - 1079 　Nov. , 2004
作 　物 　学 　报
ACTA AGRONOMICA SINICA
第 30 卷 第 11 期
2004 年 11 月 　1076～1079 页
栽培大豆蛋白亚基 11SΠ7S 组成及过敏蛋白缺失分析
关荣霞1 　常汝镇1 　邱丽娟1 , 3 　刘章雄1 　郭顺堂2 Ξ
(1 中国农业科学院作物品种资源研究所 ,北京 100081 ;2 中国农业大学食品学院 ,北京 100094)
摘 　要 　以 175 份中国大豆品种资源为材料 ,利用 SDS2PAGE电泳和 Western 杂交技术 ,分析蛋白亚基 11S和 7S的含量 ,
以及 Gly m Bd 28K和 Gly m Bd 30K两种过敏蛋白的缺失情况。结果表明 ,参试品种的 11S和 7S的含量呈极显著负相关
( r = - 0195) ,11SΠ7S比值范围为 0177～4167 ,并鉴定出 1 份自然缺失β亚基的材料。在 175 个品种中没有检测到缺失
30K过敏蛋白的材料 ,但发现 77 份缺失 28K过敏蛋白的品种 ,占被检测品种的 4410 %。蛋白质高于 4310 %的品种和蛋白
质含量低于 4310 %的品种中 28K过敏蛋白的缺失比例分别为 5610 %和 2810 % ;地方品种 (126 份) 和选育品种 (49 份) 中
缺失 28K过敏蛋白比例分别为 4814 %和 3217 % ;在北方春大豆、黄淮夏大豆和南方大豆中 ,28K过敏蛋白缺失的品种分
别占 1117 %、6017 %和 6019 %。而这 3 个栽培区的大豆品种中蛋白质含量高于 4310 %的品种比例分别为 1010 %、5711 %
和 8815 %。相关分析表明 ,28K过敏蛋白的缺失与蛋白质含量正相关 ( r = 0114) 。
关键词 　栽培大豆 ;球蛋白亚基 ; Gly m Bd 28K; Gly m Bd 30K
中图分类号 : S565
Analysis of Protein Subunit 7SΠ11S Constitution and Allergen Lacking of Soybean
[ Glycine max( L. ) Merrill] Cultivars
GUAN Rong2Xia1 , CHANG Ru2Zhen1 , QIU Li2Juan1 , 3 , LIU Zhang2Xiong1 , GUO Shun2Tang2
(1 Institute of Crop Germplasm Resources , CAAS , Beijing 100081 ; 2 College of Food Science , CAU , Beijing 100094 , China)
Abstract 　Protein subunit contents of 175 Chinese soybean cultivars were analyzed by using SDS2PAGE , the ratio of 11SΠ
7S arranged from 0177 to 4167 , and a negative correlation between the contents of 11S and 7S was found. A mutant cultivar
lacking theβ2subunit of 7S was found at the same time. Western blotting was used to identify the allergenic protein Gly m
Bd 28K and Gly m Bd 30Kof the 175 cultivars. None materials were found lacking the Gly m Bd 30K allergen , but 77
were found lacking the Gly m Bd 28Kallergenic protein , accounted for 4410 % of the tested materials. In the materials with
protein content higher or lower than 43 % , 5610 % and 2810 % cultivars were lacking in the Gly m Bd 28K allergen , re2
spectively. There were 4814 % and 3217 % cultivars lacking Gly m Bd 28K allergen in the local varieties and breeding
lines . Cultivars lacking Gly m Bd 28Kallergen accounted for 1117 % , 6017 % and 6019 % in north spring soybean , Huan2
ghuai summer soybean , and south China soybean , respectively , where these cultivars with protein content more than 43 %
were 1010 % , 5711 % and 8815 %. The result showed that the lacking of Gly m Bd 28K allergen was correlated to the pro2
tein content ( r = 0114) .
Key words 　Soybean ; Globulin ; Gly m Bd 28K; Gly m Bd 30K
　　大豆是人类植物蛋白质的重要来源之一 ,大豆
种子 70 %的贮藏蛋白是 11S大豆球蛋白 (glycinin)和
7S球蛋白 (β2conglycinin) ,其中 7S 球蛋白也称β2伴
球蛋白 ,它由α、α′和β三个亚基组成 ,其含硫氨基
酸 (蛋氨酸和半胱氨酸) 含量比球蛋白低 3 ～ 4
倍[1 ,2 ] ,由于 11S、7S 两种球蛋白的氨基酸组成的差
异 ,特别是含硫氨基酸的含量不同 ,大豆 11SΠ7S 的
比值影响着大豆的营养平衡及加工特性。在豆腐的
制作过程中 ,温度大于 80 ℃时 ,大豆 11S球蛋白形成
的凝胶 ,其拉伸强度、剪切力和保水性比大豆 7S 球Ξ基金项目 : 国家自然科学基金 (30170565) 、国家科技攻关 (2001BA511B)和国家 863(2003AA207060)项目。
作者简介 : 关荣霞 (1974 - ) ,女 ,山西运城人 ,副研究员 ,博士后 ,从事作物遗传育种研究。3 通讯作者 :邱丽娟 ,女 ,研究员 ,博士生导师 ,从
事大豆遗传资源研究。E2mail : qiu lijuan @263. net
Received (收稿日期) : 2003208222 ,Accepted (接受日期) :2004202220.

蛋白形成的凝胶高[3 ] 。因此 ,鉴定大豆品种蛋白亚
基组成可发现优质新品种 ,并提高其利用效率。
大豆还是众多食物过敏源中的一种 ,其过敏蛋
白主要有 Gly m Bd 60K(α亚基) 、Gly m Bd 30K 和
Gly m Bd 28K。随机从 361 位有食物过敏史的人中
选出 86 位进行不同食品的过敏检测 ,发现 1410 %的
人对大豆过敏 ,仅次于对蛋清的反应 (2617 %) [4 ] 。
在大豆过敏的人群当中 ,对α亚基和 Gly m Bd 28K
过敏的占 2312 % ,而有 6512 %的人对 Gly m Bd 30K
过敏[5 ] 。目前日本通过诱变育种已育成α亚基缺失
的材料[6 ] ,并发现 80 %左右的日本大豆缺失 Gly m
Bd 28K过敏蛋白[7 ] ,目前还没有发现 Gly m Bd 30K
缺失的材料。本研究旨在通过对部分中国栽培大豆
的蛋白亚基含量分析以及过敏蛋白的检测 ,获得中
国栽培大豆亚基组成及过敏蛋白缺失的特点 ,为大
豆种质资源的开发利用提供理论依据。
1 　材料与方法
111 　供试材料
　　本研究所用的 175 份中国栽培大豆品种来自中
国农业科学院种质库 ,其中蛋白质含量高于 4310 %
的品种 99 份 ,蛋白质低于 4310 %的品种 75 份 (数据
来源于《中国大豆品种资源目录》,其中 1 份材料缺
失蛋白和脂肪数据) ,这些材料中包括地方品种 126
份 ,育成品种 49 份。
112 　方法
11211 　蛋白亚基的提取及检测 　　称取 5 mg 大豆
粉 ,加入 500μL Tris2HCl 缓冲液 (0105 molΠL Tris ,
2 % SDS , 5 molΠL 尿素 ,pH 810) ,10μL 巯基乙醇 ,充
分混匀 ,静置 15 min 后 ,取 20μL 上清液进行 SDS2
PAGE电泳 ,考马斯亮蓝染色。SDS2PAGE 及染色方
法见 Kitamura (1984) [8 ] 。
11212 　Western 杂交 　　SDS2PAGE 电泳后 ,将蛋白
亚基转移到 PVDF 膜 (Nippon Pole Co. , Japan) 上 ,分
别与 Gly m Bd 30K、Gly m Bd 28K特异的单克隆抗体
(由羽鹿牧太提供)杂交 ,ECL 免疫检测[9 ] 。
11213 　数据分析 　　将考马斯亮蓝染色后的凝胶
用干胶仪制成干胶 ,并进行扫描 ,用 ImageQUANT
V210 软件进行不同亚基的含量分析。
2 　结果与分析
211 　中国栽培大豆的亚基组成
21111 　地方品种和选育品种 11SΠ7S 比值分布分析
　　用 SDS2PAGE对 175 份中国栽培大豆的蛋白亚
基进行了检测 ,发现 1 份β2亚基自然缺失的材料 (见
图 1) ,这是首次报道发现大豆β2亚基自然突变材
料。175 份被检测品种的 11S 含量分布范围为
3918 %～7914 % , 7S 的含量分布范围为 1710 %～
5113 % ,二者呈极显著负相关 ( r = - 0195) ,11SΠ7S
比值分布范围为 018～417 ,平均为 118。相关分析
表明 ,11S和 7S亚基的含量与蛋白及脂肪的含量都
不相关。
图 1 SDS2PAGE电泳
Fig. 1 SDS2PAGE
1 ,3 : 对照品种 ;2 :β亚基缺失品种。
1 ,3 : Normal cultivars ; 2 : Cultivar lackingβ2subunit .
分析发现 126 份地方品种和 49 份育成品种的
11SΠ7S比值分布范围以及变化趋势与总体被检测品
种趋于一致 (图 2) ,可见在品种选育的过程中 ,以农
艺性状作为育种目标或选择标准不会对 11S 和 7S
的含量形成选择压 ,从而保持了丰富的变异类型。
图 2 地方品种和育成品种 11SΠ7S 比值分布
Fig. 2 Distribution of 11SΠ7S in different
soybean local varieties and cultivars
7701　11 期 关荣霞等 :栽培大豆蛋白亚基 11SΠ7S组成及过敏蛋白缺失分析 　　　

21112 　不同栽培区大豆品种 11SΠ7S 比值分布分析
　　将 170 份被检测品种按栽培区域划分成 5 个部
分 (由于南方秋大豆只有 5 份材料 ,没有统计在内) ,
对其 11SΠ7S 比值分布进行分析 ,发现北方春大豆
11SΠ7S比值分布与整体分布趋于一致 ,黄淮夏大豆
11SΠ7S比值分布集中在 116～118 ,南方春大豆 11SΠ
7S比值分布多低于 114 ,而南方夏大豆中 11SΠ7S 比
值分布于 210～212 的品种较多 (图 3) ,由此可见 ,不
同栽培区域大豆品种的 11SΠ7S 比值分布各有其自
身的特点。因此特殊材料的选择应该集中于特定的
栽培区域和生态类型 ,可以从南方夏大豆中选择
11SΠ7S比值较高的材料 ,从北方春大豆中选择 11SΠ
7S比值较低的种质。
212 　中国栽培大豆 30 K、28 K过敏蛋白缺失分析
21211 　地方品种与育成品种中过敏蛋白缺失分析
　　在 175 份参试大豆材料中没有检测到 30K过敏
蛋白缺失的品种 ,发现 77 份材料缺失 28K过敏蛋
白 ,占被检测品种的4410 % ,蛋白质含量高于和低 图 3 不同栽培区域大豆品种 11SΠ7S 比值分布Fig. 3 Distribution of 11SΠ7S in different soybean planting area于 4310 %的品种中 28K过敏蛋白的缺失比例分别为 5610 %和 2810 % ;在被检测品种中 ,地方品种 (126份)和选育品种 (49 份) 中缺失 28K过敏蛋白比例分别为 4814 %和 3217 % ,其中蛋白质含量高于 4310 %的品种 28K过敏蛋白缺失比例都远高于低蛋白品种 (表 1) 。
表 1 地方品种和育成品种 28 K过敏蛋白缺失
Table 1 Gly m Bd 28 K lacking ration in soybean local varieties and cultivars
品种类型
Cultivar type
份数
Number
缺失 28K　Lacking 28K( %)
蛋白质含量≥4310 %
Protein content higher than 4310 % 蛋白质含量 < 4310 %Protein content less than 4310 %
地方品种　Local varieties 126 5413 3513
育成品种　Cultivars 49 5415 2212
21212 　不同种植类型大豆品种过敏蛋白缺失分析
　　将 175 份被检测品种按栽培区域分为东北春大
豆和北方春大豆、黄淮夏大豆、南方大豆 ,其中 28K
过敏蛋白缺失的品种分别占 1117 %、6017 %和
6019 % ,而这 3 个栽培区的大豆品种中蛋白质含量
高于 4310 %的品种比例分别为 1010 %、5711 %和
8815 % ,相关分析表明 ,28K过敏蛋白的缺失与蛋白
质含量正相关 ( r = 0114) ,与 11S 含量正相关 ( r =
0117) ,与 7S含量负相关 ( r = - 0118) 。说明以蛋白
质含量为育种目标选育品种 ,可以保持蛋白质的组
成和质量。而在选育高脂肪含量的大豆品种时 ,应
该对过敏蛋白等特性进行检测 ,以提高育成品种的
品质。
3 　讨论
311 　中国大豆 11SΠ7S 比值及重要新材料的发现
　　11S 和 7S 球蛋白是大豆贮藏蛋白的主要组成
部分 ,但二者在化学成分及结构上有很大不同 ,7S
表 2 不同栽培类型大豆品种 28 K过敏蛋白缺失
Table 2 Gly m Bd 28 K lacking ration in
soybean of different cropping type
品种类型
Cropping type
份数
Number
蛋白质含量
≥4310 %的品种
Protein content
higher than 43 %
( %)
缺失 28K
Lacking 28K
( %)
北方春大豆
North spring soybean 60 1010 1117
黄淮夏大豆
Huanghuai
summer soybean
28 5711 6017
南方大豆
South soybean 87 8815 6019
球蛋白的主要成分是β2伴球蛋白 ,由α、α′和β三个
亚基组成 ,属于糖蛋白 ,11S 球蛋白的含硫氨基酸含
量较高并具有较高凝胶形成能力。由于 11S 和 7S
存在显著负相关 ,但与蛋白质、脂肪含量不相关 ,提
高 11S的含量或降低 7S 的含量会改善大豆营养组
成和加工品质 ,却不会改变总蛋白质和脂肪的含
量[4 ] 。在被检测的 175 份中国大豆材料中 ,11SΠ7S
8701 　　　作 　　物 　　学 　　报 30 卷 　

的比例分布于 0177～4167 ,且 11S 与 7S 亚基的含量
呈显著负相关 ,相关系数 r = - 0195 ,但这两种亚基
的含量与蛋白及脂肪的含量都不存在相关性。部分
日本育成大豆品种的 11SΠ7S 分布于 0183～4143 (私
人交流) ,与中国材料的 11SΠ7S比值分布相一致。
Takahashi 等 (1994) 用γ射线辐射 Kari2kei ,育成
缺失α和α′的大豆品种 Tohoku124 ,通过两代检测没
有发现不良农艺性状突变 ,且亚基缺失能够稳定遗
传[10 ] ;随后又在搜集的野生大豆中发现一个 7S 亚
基完全缺失的野生品种 QT2 ,遗传分析发现这一性
状受 1 对可稳定遗传的隐性基因 Scg 控制[11 ] 。Ha2
yashi 等 (1998) 通过γ辐射诱变育成了 7S 全部缺失
的品种 ,但由于该品种的花、叶发育均不正常 ,无法
自交结实 ,只能以杂合状态保存[12 ] 。由于没有β2亚
基缺失的栽培品种 ,目前尚无 7S全缺的栽培品种在
生产上应用。本研究从 175 份栽培大豆中发现 1 份
β2亚基自然缺失的品种 ,为培育大豆优质新品种及
研究国内外大豆资源蛋白基因变异的机理提供了基
础材料。
312 　中国大豆品种中 28 K过敏蛋白的分布规律
α、Gly m Bd 28K和 Gly m Bd 30K都属于 7S球蛋
白亚基 ,是 3 种重要的大豆过敏蛋白 ,对大豆过敏病
人进行了不同过敏亚基的过敏性检测 ,发现 6512 %
和 2312 %的人分别对 Gly m Bd 30K和 Gly m Bd 28K
过敏 ,对α亚基过敏的人也占 2312 % ,目前日本已育
成α和 Gly m Bd 28K缺失的大豆品种 ,但还没有发
现 Gly m Bd 30K缺失的大豆突变体 ,仍需采用物理
或化学方法去除该过敏蛋白。
对中国 175 份栽培大豆的研究发现 ,28K过敏
蛋白的缺失与蛋白质含量存在显著正相关 ( r =
0114) 。另外 ,地方品种中 28K过敏蛋白缺失的比例
较大 (4814 %) ,这可能与长期的自然和人工选择有
关 ,在南方大豆中 28K 过敏蛋白缺失的比例占到
6019 % ,可能因为南方喜食毛豆或所产大豆主要用
于食品加工 ,因而在生活、生产中自觉或不自觉地对
其进行了选择。
相比之下 ,日本大豆缺失 28K过敏蛋白的比例
较高 ,约占日本品种的 80 % ,这与日本饮食习惯有
关 ,同时也反应出品质育种是日本大豆育种的重点
之一。日本科研人员曾对 156 份中国大豆的 28K过
敏蛋白缺失情况进行了检测 ,仅有 1417 %的品种缺
失 28K过敏蛋白 ,与本研究的结果相差甚远 ,但与
我国北方大豆品种的检测结果相似 ,可能与所检测
材料的产地有关。
食物过敏反应有着复杂的免疫学机制 ,且绝大
多数过敏源是耐热和耐消化的 ,对于食物过敏没有
很好的治疗方法 ,惟一的方法是去除食物中的过敏
源 ,但这无疑会增加食品的加工成本。对于植物来
说最好是培育不含过敏蛋白的品种 ,因此 ,有必要对
我国丰富的大豆资源进行筛选 ,发现天然缺失过敏
蛋白 ,尤其是缺失 30K过敏蛋白的材料 ,为大豆育
种提供优异种质资源。
致 　谢 :感谢 J ICA (日本国际协力事业团) 提供赴日
本研修的机会 ;同时感谢羽鹿牧太先生和高桥浩司
先生提供的实验指导及抗体。
References
[ 1 ] Koshiyama I. Chemical and physical properties in soybean glubulins. Ce2
real Chem ,1968 ,45 : 394 - 404
[2 ] Staswick P E , Hmodson M A , Nielsen N C. Identification of the acidic
and basic subunit complex of glycinin.J Biol Chem ,1981 ,256 :8 752 -
8 755
[3 ] Wang J2L (王金龙) ,Chen C2L (陈存来) . Survey of soybean storage
protein composition of 11SΠ7S. Journal of Shandong Agricultural Science
(山东农业科学) ,1998 , (1) : 48 - 50
[ 4 ] Ogawa T , Bando N , Tsuji H , Okajima H , Nishikawa K, Sasaoka K. In2
vestigation of the lgE2binding protein s in soybeans by immunoblotting
with the sera of the soybean2sensitive patients with the atopic dermatitis.
J Nutr Sci Vitaminol , 1991 , 37 : 555 - 565
[5 ] Samoto M , Fukuda Y, Takahashi K, Taruchi K, Hiemori M , Tsuji H ,
Ogawa T , Kawamura Y. Substantially complete removal of three major al2
lergenic soybean proteins ( Gly m Bd 30K, Gly m Bd 28K,and theα2sub2
unit ofβ2conglycinin) from soy protein by using a mutant soybean , To2
hoku 124. Biosci Biotech Biochem , 1997 ,61 (12) : 2 148 - 2 150
[6 ] Takahashi K, Mizuno Y, Yumoto S , Kitamura K, Nkamura S. Inheri2
tance of theα2subunit deficiency ofβ2conglycinin in soybean [ Glycine
max (L. ) Merrill ] line induced byγ2ray irradiation. Breed Sci , 1996 ,
46 : 251 - 255
[7 ] Ogawa T , Samoto M , Takahashi Koji . Soybean allergens and hypoaller2
genic soybean products. Nutr Sci Vitamino , 2000 , 46 : 271 - 279
[8 ] Kitamura K. Biochemical characterization of lipoxygenase lacking mu2
tants , L212less , L222less , and L232less soybean. Agri Biol Chem ,1984 ,
48 (9) : 2 339 - 2 346
[9 ] Samoto M , Takahashi K, Fukuda Y, Nakamura S , Kawamura Y. Sub2
stantially complete removal of the 34 kDa allergenic soybean protein , Gly
m Bd 30K, from soy milk of a mutant lacking theα2 andα’2subunits of
conglycinin. Biosci Biotech Biochem , 1996 , 60 (11) : 1 911 - 1 913
[10 ] Takahashi K, Banba H , Kikuchi A , Ito M , Nakamura S. An induced
mutant line lacking theα2subunit ofβ2conglycinin in soybean [ Glycine
max (L. ) Merrill ] . Breed Sci , 1994 ,44 (1) : 65 - 66
[11 ] Hajica M , Takahashi M , Sakai S , Matwunaga R. Dominant inheritance
of trait lackingβ2conglycinin detected in a wild soybean line. Breed Sci ,
1998 ,48 (4) : 383 - 386
[12 ] Hayashi M , Harada K, Fujiwara T , Kitamura K. Characterization of a
7S globulin2deficient mutant of soybean [ Glycine max (L. ) Merill ] .
Mol Gen Gene , 1998 , 258 : 208 - 214
9701　11 期 关荣霞等 :栽培大豆蛋白亚基 11SΠ7S组成及过敏蛋白缺失分析