全 文 ：Vol. 29 , No. 6
pp. 937～941 　Nov. , 2003
作 　物 　学 　报
ACTA AGRONOMICA SINICA
第 29 卷 第 6 期
2003 年 11 月 　937～941 页
我国冬小麦品种谷蛋白聚合体的分布及其与和面仪参数的关系
姜鸿明1 　余松烈1 　于振文1 　赵　倩2 　丁晓义2 　于经川2 　孙吉南2
(1 山东农业大学农学院 ,山东泰安 271018 ;2 烟台市农业科学院 ,山东烟台 265500)
摘 　要 　利用 GMP的丙醇 ———双缩脲改良测定法 ,对我国冬麦区 124 份有代表性的冬小麦品种和品系的谷蛋白聚合体
进行了测定 ,系统探讨了谷蛋白聚合体与和面仪参数的关系。结果表明 : (1) 我国小麦品种面粉谷蛋白大聚合体 ( GMP)
含量的分布范围在 1170 %～6160 %之间 ,平均含量为 3187 % ; GMP在面粉蛋白质中所占的比例 ( GMPΠPr) 平均为 31121 % ;
面粉可溶性谷蛋白 (SGP)含量平均为 1175 % ,占面粉蛋白质的 14132 % ;面粉 GMP 含量和 GMP 在总蛋白质中所占的比例
以及 SGP在总蛋白质中所占比例 (SGPΠPr)的品种间变异均较大。(2) 小麦面粉中谷蛋白大聚合体 GMP 含量和可溶性谷
蛋白 SGP含量对和面仪参数变异作用方向相反。GMP 和 GMPΠPr 含量对和面仪参数具有正向效应 ,而 SGP 和 SGPΠPr 含
量为负向效应。Ξ
关键词 　小麦 ;谷蛋白聚合体 ; GMP ;SGP ;和面仪参数
中图分类号 : S512 　　　文献标识码 : A
Distribution of Glutenin Polymers and Its Relationships among Wheat Cultivars with
Mixograph Parameters
J IANG Hong2Ming 1 　YU Song2Lie 1 　YU Zhen2Wen 1 　ZHAO Qian 2 　DING Xiao2Yi 2 　YU Jing2Chuan 2 　SUN Ji2
Nan 2
(1 College of Agronomy , Shandong Agricultural University , Tai’an Shandong 271018 ; 2 Yantai Academy of Agricultural Science , Yantai , Shandong 265500 ,
China)
Abstract 　　124 common wheat cultivars and new lines from winter wheat production zones of China were analyzed by the
improved 12propanolΠbiuretium flour protein fractionation procedure to evaluate the amounts and distributions of different
glutenin fractions and to determine the relationships between glutenin polymers and mixograph parameters1 The results
showed that the range of GMP concentrations in flour among the genotypes was 1170 % —6160 % with mean value of
3187 % ; the concentrations of GMP in flour protein ranged from 17126 % to 41187 % with mean value of 31121 % ; the
mean concentration of SGP in flour was 1175 % which accounted for 14132 % of flour protein ; both GMP and SGP had an
effect on processing quality , but acted in an opposite side1 GMP content in flour and in flour protein affected positively on
mixograph parameters and SGP negatively1
Key words 　　Wheat ; Glutenin polymer ; GMP ; SGP ; Mixograph parameters
　　小麦谷蛋白及其组分对小麦加工品质具有重要
作用。迄今为止 ,人们利用不同的分离方法 ,将小麦
蛋白质分解成不同的组分[1～4 ] ,并对其组分 ,尤其是
小麦谷蛋白进行了大量研究[2 ,5 ,6 ] 。但由于大多数蛋
白质分级方法都是以传统的 Osborne 分级方法为基
础 ,不同组分之间存在严重的相互重叠、相互污染现
象[7 ,8 ] ,很难把握各组分的实际。随着小麦面粉烘烤
品质生化基础研究的深入 ,对蛋白质的分级提出了
新的要求 ,需要一种准确而可靠的方法将谷蛋白聚
合体从单体蛋白即单个多肽链小麦面粉蛋白质 (清Ξ基金项目 :国家自然科学基金项目 (39970425)资助。
作者简介 :姜鸿明 (1961 - ) ,男 ,山东青岛人 ,研究员 ,博士 ,主要从事小麦遗传育种和优质高产栽培研究。现在通讯地址 :山东省烟台市福
山区南山路 26 号 ,烟台市农科院 (265500) , Tel :053526352021 , E2mail : ytjianghongming @sohu1com1
Received(收稿日期) :2002207211 , Accepted (接受日期) : 20032012221

蛋白 ,球蛋白和醇溶蛋白)中分离出来。新的蛋白质
丙醇提取法[9 ,10 ] ,排除了各组分间相互污染的现象 ,
并能对各谷蛋白组分进行严格分离提纯和精细分
级。为研究谷蛋白及其组分对小麦加工品质的影响
提供了有效的手段。本研究在新的蛋白质丙醇分离
提纯方法的基础上 ,分析了我国 124 份冬小麦品种
(系)的谷蛋白大聚合体 ( GMP)和可溶性谷蛋白聚合
体 (SGP)的分布及其与和面仪参数的关系。
1 　材料与方法
111 　供试材料
　　选用中优 9507、烟农 19、济麦 19、PH691、小偃 6
号、淄麦 12、晋麦 30、陕 354、61152625、陕优 225、临旱
488、鲁麦 15、鲁麦 18、鲁麦 22、冀 5418、百农 3217、豫
麦 2、豫麦 24、京冬 6、内乡 182、中麦 9、周麦 12、鲁麦
1、鲁麦 23、豫麦 21、优繁 4、冀审 5099、鲁麦 21、济南
16、京 411、济南 17、烟农 15、鲁麦 14、兰考 906、PH822
222、农大 3214、豫麦 34、烟 475、60336、鲁麦 19、黑麦
1 号、955159、济南 13、烟农 18、鲁麦 8、鲁麦 12、鲁麦
13、陕 229 以及其他来自山东、山西、河北、河南、陕
西、北京等省、市的冬小麦品种和新近育成品系总计
124 份。
112 　试验设计
将供试材料分别播种在烟台市农科院试验农场
和山东农业大学教学基地 ,点播 ,3 行区 ,行长 2 m ,
行距 23 cm ,株距 5 cm ,随机排列 ,重复 2 次 ,收获后
将两试验点的种子等量混合。
113 　GMP和 SGP的分离提纯
参照 Fu[9 ] (1996)和 Bean[10 ] (1998)的方法。
114 　GMP和 SGP的定量
采用双缩脲改良法 :在碱性酒石酸铜双缩脲试
剂中加入透明度良好的等体积的异丙醇 (混合后生
成一种稳定的溶液 ,该溶液能迅速与蛋白质反应 ,不
需要提取蛋白质而直接进行测定) ,60 ℃下 ,反应 10
min。用凯氏定氮法绘制标准曲线。
115 　磨粉
使用 Brabender Quadrumat Junior 实验磨磨粉。
116 　面粉蛋白质含量的测定
面粉蛋白质含量用近红外反射法 ( Perten 6200
型 NIR 仪)测定 (AACC方法 39 —10) 。
117 　和面仪参数的测定
用在 30 g 和面仪上测得的和面仪曲线来评价
面粉和面特性及面团的品质。
根据和面图 ,确定出和面时间 (MT) 、峰高 ( PH) 、
峰值带宽 (BWP) 、峰后 2 min 带高 (BHt2) 和带宽
(BWt2) ,和面后 8 min 带高 (BHt8) 和带宽 (BWt8) 及
弱化度 (WS = PH - BHt8) (图 1) [11 ] 。
图 1 所用的 8 个和面仪参数
Fig11 The 8 Mixogram parameters
2 　结果与分析
211 　GMP、SGP、GMPΠPr、SGPΠPr 的分布
　　由表 1 可见 ,我国主要产麦区 124 份品种和新
近育成的优异小麦品系的面粉 GMP 含量平均为
3187 % ,最低为 1170 % ,最高为 6160 %。其中面粉
GMP 含量较高的品种 (系)有 :中优 9507、烟农 19、陕
优 225、济 麦 19、PH691、61152625 等 ( 5124 % ～
6160 %) ,含量较低的品种 (系) 有 :鲁麦 12、济南 13、
京 411、鲁麦 21、鲁麦 8、烟 475 等 (1170 %～3100 %) ;
GMP在面粉蛋白质中所占的比例平均为 31121 % ,
低的为 17126 % ,而高者也只占面粉蛋白质含量的
41187 %。含量较高的品种 (系) 有 :中优 9507、陕优
225、60336、济麦 19 等 (38178 %～41187 %) ,含量较
低的有 : 87W029、京 411、鲁麦 8、晋麦 30、烟 475
(17126 %～24135 %) ;面粉 SGP 含量平均为 1175 % ,
与面粉 GMP 含量相比 ,分布范围较窄 (1158 %～
1199 %) ;SGP 在面粉蛋白质中所占比例 (14132 %)也
表 1 供试小麦品种(系)的面粉谷蛋白聚合体分布
Table 1 Distribution of glutenin polymers among
wheat cultivars ( lines)
谷蛋白聚合体
Glutenin polymers
平均数
Mean
变异范围
Range
变异系数
CV ( %)
GMP( %) 3187 1170～6160 19135
GMPΠPr ( %) 31121 17126～41187 13142
SGP( %) 1175 1158～1199 5186
SGPΠPr ( %) 14132 9184～18160 12128
( GMP + SGP)ΠPr ( %) 45153 35186～52119 7159
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低于 GMP 所占比例 (31121 %) ,前者不到后者的半
数 ;总的谷蛋白聚合体在面粉蛋白质中所占比例平
均为 45153 % ,最高含量为 52119 % , 最低含量为
35186 %。面粉蛋白质中 GMP 含量的品种间变异
( CV = 13142 %)和面粉蛋白质中 SGP 含量的品种间
变异 ( CV = 12128 %)均较大。
212 　和面仪参数的分布
依据和面曲线图计算了 8 个特征参数。由表 2
可以看出 ,和面时间 MT的平均值为 2121 min ,品种
间的分布在 1110～5125 min 之间。其中 MT值较大
的品种 (系) 有 :烟农 19、豫麦 2、中优 9507、955159、
豫麦 34 (3140～5125 min) ;峰值高度 PH 的平均水平
为 4161 cm ,品种间的分布范围为 2170～7150 cm。
其中 PH691、烟农 19、中优 9507、济麦 19、陕优 225 等
品种 (系) PH 值较大 (6190～7150 cm) ; 峰值带宽
BWP 的平均值为 0188 cm ,品种间的变异范围在
0135～2110 cm 之间。其中 BWP 值较大的品种 (系)
有 :PH691、中优 9507、内乡 182、烟农 19、济麦 19 等
(1150～2110 cm) ;峰后 2 min 和面曲线带高 BHt2 的
平均值为 3141 cm ,供试品种中的最高值为 6115 cm ,
最低值是 1160 cm ;峰后 2 min 带宽 BWt2 的平均值
是 0127 cm ,分布范围为 0115～0190 cm ;和面后 8
min 的带高BHt8 平均为 2162 cm ,最大值为 5140 cm ,
最小值为 1120 cm ;和面后 8 min 带宽 BWt8 平均值
为 0123 cm ,最宽的品种为 0150 cm ,最窄的品种为
0110 cm ;弱化度 WS的分布范围在 0160～3155 cm 之
间 ,平均值 2100 cm。
所有和面仪参数的变异系数均较大 ,分布范围
为 22167 %～39114 %。不同品种之间 ,和面仪参数
值明显不同。反映了供试品种的和面特性和面粉加
工品质之间存在显著差异。
表 2 供试小麦品种(系)的和面仪参数分布
Table 2 Distribution of mixograph parameters among
wheat cultivars( lines)
和面仪参数
Mixograph parameter
平均数
Mean
变异范围
Range
变异系数
CV ( %)
MT 2121 1110～5125 33136
PH 4161 2170～7150 22167
BWP 0188 0135～2110 37173
BHt2 3141 1160～6115 28195
BWt2 0127 0115～0190 39114
BHt8 2162 1120～5140 32116
BWt8 0123 0110～0150 29168
WS 2100 0160～3155 28113
　　谷蛋白聚合体各组分和加工品质参数的分布结
果表明 ,我国育成小麦品种 (系) 在烘烤品质性状上
变异类型多 ,选择余地大 ,其遗传基础还是相当丰富
的 ,尤其是面粉 GMP 含量、GMP 在面粉蛋白质中所
占的比例、沉淀值及和面时间 (MT) 、峰值高度 ( PH)
以及带宽 (BWP)等和面仪参数选择余地更大。
213 　GMP、SGP、GMPΠPr、SGPΠPr 与和面仪参数的
相关分析
　　GMP 和 SGP 与各品质参数之间的相关系数列
于表 3。
表 3 谷蛋白聚合体与和面仪参数之间的相关关系
Table 3 Correlation coefficients between glutenin polymers and mixograph parameters
GMPΠPr SGP SGPΠPr ( GMP + SGP)ΠPr MT PH BWP BHt2 BWt2 BHt8 BWt8 WS
GMP 01873 3 3 - 01610 3 3 - 01856 3 3 01623 3 3 01141 01754 3 3 01688 3 3 01770 3 3 01506 3 3 01788 3 3 01375 3 3 01225 3
GMPΠPr - 01698 3 3 - 01592 3 3 01912 3 3 01366 3 3 01532 3 3 01546 3 3 01680 3 3 01517 3 3 01704 3 3 01409 3 3 - 01056
SGP 01649 3 3 - 01517 3 3 - 01518 3 3 - 01457 3 3 - 01481 3 3 - 01681 3 3 - 01629 3 3 - 01717 3 3 - 01549 3 3 01219 3
SGPΠPr
- 01209 3 - 01034 - 01777 3 3 - 01632 3 3 - 01733 3 3 - 01444 3 3 - 01743 3 3 - 01364 3 3 - 01330 3 3
( GMP + SGP)ΠPr 01426 3 3 01250 3 3 01341 3 3 01452 3 3 01401 3 3 01476 3 3 01311 3 3 - 01236 3 3
MT - 01087 01037 01256 3 3 01478 3 3 01321 3 3 01436 3 3 - 01639 3 3
PH 01816 3 3 01883 3 3 01389 3 3 01844 3 3 01296 3 3 01573 3 3
BWP 01822 3 3 01551 3 3 01803 3 3 01393 3 3 01296 3 3
BHt2 01619 3 3 01969 3 3 01503 3 3 01178 3
BWt2 01679 3 3 01831 3 3 - 01294 3 3
BHt8 01552 3 3 01054
BWt8
- 01263 3 3
　　注 : 3 和 3 3 分别表示 5 %和 1 %的水平显著。Note : 3 and 3 3 , significant at 0105 and 0101 levels , respectively1
939　6 期 姜鸿明等 : 我国冬小麦品种谷蛋白聚合体的分布及其与和面仪参数的关系 　　　

　　面粉 GMP 含量与 GMPΠPr、( GMP + SGP)ΠPr、PH、
BWP、BHt2、BWt2、BHt8 的正相关系数均达显著或极
显著水平 ( r = 01506～01873) 。面粉蛋白质中的
GMP 含量与各品质性状的相关性与面粉 GMP 含量
相似。说明面粉 GMP 含量以及面粉蛋白质中的
GMP 含量 ( GMPΠPr) 与面粉加工品质具有正向效应。
GMP 和 GMPΠPr 含量高的品种 ,面粉加工品质较好。
面粉 SGP 含量与 ( GMP + SGP)ΠPr、MT、BHt2、
BWt2、BHt8、BWt8 的负相关系数均在 015 以上 ( r =
- 01517～ - 01717) 。面粉蛋白质 SGP 含量与各和
面仪参数的相关性与面粉 SGP 含量相似。说明 SGP
和 SGPΠPr 对品质参数存在负向效应 ,二者含量较高
的品种 ,面粉加工品质较差。
谷蛋白总量占总蛋白质的百分含量 ( GMP +
SGP)ΠPr 与 SGP、SGPΠPr、WS 呈极显著负相关关系 ,
而与所有其他和面仪参数呈极显著正相关关系。说
明谷蛋白总量在总面粉蛋白质中所占比例的大小与
面粉加工品质关系密切。
不溶性谷蛋白大聚合体 ( GMP) 与面粉优良烘烤
品质参数之间有极强的正相关关系 ,可溶性谷蛋白
聚合体 (SGP)与面粉优良烘烤品质参数之间有很强
的负相关关系。说明耐揉性强、加工品质好的品种
比耐揉性弱、加工品质差的品种含有更多的不溶性
谷蛋白聚合体。
试验结果还表明 ,GMP 和 SGP 对引起烘烤品质
特性变异作用方向相反 ,这可能源于两种蛋白质组
分高度的相互依赖性。由表 3 可见 ,无论是面粉中
还是面粉蛋白质中 GMP 和 SGP 含量之间的负相关
都极显著 ,可能是两种组分的谷蛋白平均分子大小
的差异所致。GMP 分子量大 , SGP 分子较小 , GMP
通过小分子的聚合作用而形成。由此看来 ,面粉不
溶性谷蛋白聚合体和可溶性谷蛋白聚合体含量之间
应是密切的负相关关系。
3 　结论与讨论
对我国冬麦区有代表性的品种 (系)的谷蛋白组
分和和面仪参数的分布状况分析表明 ,我国小麦品
种 (系)的面粉 GMP 含量、GMP 和 SGP 在面粉蛋白质
中所占的比例及和面仪参数的品种间变异均较大 ,
变异范围均较广 ,遗传基础丰富 ,选择余地大 ;而面
粉 SGP 含量的品种间变异相对较小。总体而言 ,虽
然我国小麦品种的蛋白质含量并不低 ,但 GMP 含量
普遍偏低。供试品种 (系) 的 GMP 在面粉蛋白质中
所占的比例平均为 31121 % ,与 Bean[10 ] (1998) 测定
的 28 个硬红冬麦的结果相比 ,低了 10 个百分点
(41119 %) 。低的仅为 1710 % ,而高的也刚刚达到国
外品种的平均水平 (42 %) 。SGP 在面粉蛋白质中所
占的比例平均为 14132 % ,与国外品种相比 ,高了
212 个百分点。虽然 Bean 所用的品种数较少 ,只有
28 个 ,很难代表国外品种的整体水平 ,但在以往对
谷蛋白聚合体粒度分布的研究中 ,所用样本量是比
较大的。我国小麦品种蛋白质中的 GMP 含量总体
水平偏低 ,可能是造成我国小麦品种加工品质相对
较差的原因之一。本研究的参试品种 (系) 中 ,中优
9507、烟农 19、陕优 225、60336、济麦 19、PH691、61152
625 等的 GMP 和 GMPΠPr 含量较高 ,在小麦品种改良
中可以重点利用。
谷蛋白总量在总的面粉蛋白质中所占比例与加
工品质关系密切 ,且蛋白质中的谷蛋白含量越高 ,形
成的谷蛋白大聚合体 GMP 越多 ,而可溶性谷蛋白聚
合体 SGP 含量越低。小麦面粉中谷蛋白大聚合体
GMP 含量和可溶性谷蛋白聚合体 SGP 含量对和面
特性的作用方向相反。面粉 GMP 和 GMPΠPr 含量对
优良加工品质参数具有正向效应 ,其含量的提高有
利于改善面粉的加工品质。面粉 SGP 和 SGPΠPr 含
量为负向效应 ,其含量的变化会反向影响面粉加工
品质 ,且 SGPΠPr 含量的变化比面粉 SGP 含量的变化
对和面仪参数的影响更大 ;耐揉性强、加工品质好的
品种 (系)比耐揉性弱、加工品质差的品种 (系) 含有
更多的大聚合体。
此外 ,GMP 含量与其他和面仪参数的相关系数
均达显著或极显著水平 ,并且 GMP 的丙醇2双缩脲
改良测定法比任何其他方法都简便快速 ,且高效可
靠 ,可用小量样品分析大量群体。因此 ,面粉 GMP
含量不失是一个评价面粉加工品质优劣的理想生化
指标 ,可在小麦品种选育过程中用来预测各分离世
代的加工品质。赵惠贤等对 Suneca 和 Cook 及其杂
交 F4 代的 60 个纯合系的小麦谷蛋白聚合体粒度分
布与面粉揉面特性之间的关系进行了研究[12 ] ,结果
同样表明 ,小麦谷蛋白聚合体的组成、含量和粒度分
布影响着面团特性 ,谷蛋白聚合体的粒度分布或谷
蛋白大聚合体含量可用来作为育种早代材料品质性
状选择的一个可靠的生化指标。
致 　谢 　本研究的数据测定得到中国农业大学刘广
田教授的大力帮助 ,特此致谢。
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149　6 期 姜鸿明等 : 我国冬小麦品种谷蛋白聚合体的分布及其与和面仪参数的关系