1、DOI：10.13430/ki.jpgr.20220908001植物遗传资源学报 2023，24（3）：744-757Journal of Plant Genetic Resources四川小麦品种HMW-GS组成及品质参数演变分析蒋云1，郝明2，刘登才2，吕季娟3，汤述尧1，宣朴4，郭元林1，陈谦1，王颖1，肖俊1，张洁1（1四川省农业科学院生物技术核技术研究所，成都 610061；2四川农业大学小麦研究所，温江 611130；3四川省种子站，成都 610041；4四川省农业科学院农产品加工研究所，成都 610061）摘要：分析了19492018年间，四川省的184个小麦育成品种、1个引进品
2、种和2个地方品种的高分子量谷蛋白亚基（HMW-GS）组成和品质指标的演变。结果表明，Glu-1A位点有1、N、2*等3种亚基类型；Glu-1B位点有7、20、22、7+8、7+9、6+8、14+15和23+18等8种亚基类型；Glu-1D位点有5+10、2+12和3.1t+11*t等3种亚基类型。共检测到23种亚基组合类型，“N/7+9/5+10”组合出现频率最高，为12.30%。随着育种进程的发展，四川小麦育成品种的HMW-GS组成多样性有所增加，优质强筋亚基1和5+10的比率逐渐上升。四川小麦品种整体上属于中、弱筋类型，除容重、沉降值上升外，其余品质指标呈先上升后缓慢下降的趋势。本研究可为
3、四川小麦品质的进一步改良提供参考。关键词：四川小麦；高分子量谷蛋白亚基；品质；演变分析Variations of HMW-GS and Quality-Related Parameters in Wheat Varieties Released in Sichuan ProvinceJIANG Yun1，HAO Ming2，LIU Deng-cai2，LYU Ji-juan3，TANG Shu-yao1，XUAN Pu4，GUO Yuan-lin1，CHEN Qian1，WANG Ying1，XIAO Jun1，ZHANG Jie1（1Biotechnology and Nuclear Tec
4、hnology Research Institute，Sichuan Academy of Agricultural Sciences，Chengdu 610061；2Triticeae Research Institute，Sichuan Agricultural University，Wenjiang 611130；3Seed Station of Sichuan Province，Chengdu 610041；4Institute of Agro-products Processing Science and Technology，Sichuan Academy of Agricultu
5、ral Sciences，Chengdu 610061）Abstract：The high molecular weight glutenin subunits（HMW-GS）compositions and the quality parameters in 184 Sichuan wheat varieties（released from 1949 to 2018），one introduced variety and two landraces were analyzed.The results showed that there were three alleles at Glu-1A
6、 including 1，N，2*，eight at Glu-1B including 7，20，22，7+8，7+9，6+8，14+15 and 23+18，and three at Glu-1D including 5+10，2+12 and 3.1t+11*t.These subunits on sub-genomes A，B，D formed 23 allele combinations，and the combination（N/7+9/5+10）was found with a frequency of 12.3%.Taking advantage of breeding effe
7、cts，the allele diversity at the Glu-1 locus，as well as the ratio of high-quality strong gluten 1（Glu-1A）and 5+10（Glu-1D）were gradually increased.收稿日期：2022-09-08 修回日期：2022-12-07 网络出版日期：2023-01-18URL：https：/doi.org/10.13430/ki.jpgr.20220908001第一作者研究方向为作物遗传育种，E-mail：通信作者：张洁，研究方向为作物遗传育种，E-mail：基金项目：国防科工
8、局核能开发科研项目；四川省重点研发项目（2021YFYZ0002-05）；成都市科技项目（2021-YF05-02264-SN）；四川省财政专项（2021ZYGG-003）；四川省科技计划（2022ZDZX0014，2023NSFSC0220）；四川省农作物分子育种平台（No.2021YFYZ0027）；四川省农业科学院“1+9揭榜挂帅”项目（1+9 KJGG001，1+9 KJGG002）Foundation projects：Nuclear Energy Development and Research Project of State Administration of Science，
9、Technology and Industry for National Defence；The Key Research and Development Program of Sichuan Province（2021YFYZ0002-05）；Chengdu Science and Technology Program（2021-YF05-02264-SN）；Special Project of Sichuan Provincial Finance Department（2021ZYGG-003）；Sichuan Science and Technology Program（2022ZDZX
10、0014，2023NSFSC0220）；Crop Molecular Breeding Platform of Sichuan Province（No.2021YFYZ0027）；The 1+9 Open Competition Project of Sichuan Academy of Agricultural Sciences to Select the Best Candidates（1+9KJGG001，1+9 KJGG002）3 期蒋云等：四川小麦品种HMW-GS组成及品质参数演变分析The medium-weak gluten wheat varieties were found
11、with predominant proportion in Sichuan province.The increase on test weight and sedimentation value，but the increase followed by decreased on other quality traits were observed.This study can provide reference for further improvement of wheat quality in Sichuan province，China.Key words：Sichuan wheat
12、；high molecular weight gluten subunit；quality；evolution analysis随着品质研究的发展，“四川小麦品质差”等笼统的概念逐渐被专家学者摒弃，研究发现四川大部分小麦种植区适宜生产优质弱筋小麦，少数区域适宜生产中、强筋小麦1-3，但优质专用小麦品种少，大多品种达不到优质专用麦标准的重要因素是籽粒的贮藏蛋白含量和质量不平衡1，4-5。高分子量谷蛋白亚基（HMW-GS，high molecular weight glutenin subunits）是小麦籽粒中重要的贮藏蛋白，对小麦品质有重要影响，可解释小麦品种品质变异的 45%67%6-7。P
13、ayne8提出了 HMW-GS评分表，给不同的亚基赋予不同的分值，从而可以通过HMW-GS组成预测不同品种的面包烘烤品质。不仅如此，研究还表明HMW-GS组成对几乎所有小麦加工食品品质均有不同程度的影响，如Glu-1B位点的17+18亚基有利于提升面条品质，而7+8亚基则有利于提升馒头品质9-10。但是，四川省地方品种中缺乏优质HMW-GS，导致20世纪70年代以前四川小麦面筋质量普遍较差。颜济11指出，提高四川小麦面筋强度的重要措施是加强优质高分子量谷蛋白亚基5+10的育种应用，他率先将克里木卡小麦的5+10亚基成功转育到小麦品系70-5858中，并由此衍生出一系列含5+10亚基的小麦品系。
14、近年来，通过大力引进利用优质亚基，四川小麦缺少优质亚基的状况得到了较大改善。Gao等12将河南、河北和四川小麦品种的HMW-GS组成结构进行了对比；杨恩年13对四川省“十五”期间育成的44个小麦新品种的HMW-GS组成进行了分析；周强等14、晏本菊等15、王相权等16分别对本单位育成的品种（系）的HMW-GS进行了研究，均发现四川省5+10亚基的频率比地方品种有了明显提高，四川省审定品种的HMW-GS品质评分高于全国平均水平和黄淮麦区水平。但这类研究着重对材料的HMW-GS组成进行描述，而对其品质效应报道较少。胡学旭等17认为，受生态条件限制，四川省内5+10优质亚基的品质效应弱，面筋质量依然
15、低于全国和黄淮麦区。可见，高分子量谷蛋白亚基在四川生态条件下对小麦品质的效应较为特殊，值得进一步研究，对于指导未来四川小麦品质改良和推广应用具有积极意义。尽管关于四川小麦育成品种HMW-GS组成演变的报道不少，但前人所选材料大多是针对本单位育成的品种（系），缺乏代表性，而时间长度多以510年为单位进行研究。本研究以不同时期四川育成的187个品种（引进品种、地方品种）为材料，系统的分析了HMW-GS组成和品质性状的演变，可为育种者提供四川省小麦品种品质的基本信息，从而为小麦品质育种提供参考。1材料与方法1.1参试材料参试材料共187份，包括19492018年育成的184个小麦品种，占同时期四川省
16、（不含凉山州和原重庆市）育成冬小麦品种的78.6%，1个引进品种和2个地方品种，育成品种由各育种单位惠赠，地方品种和引进品种由四川农业大学提供（表1）。其中，地方品种中国春（N/7+8/2+12）和现代品种川育12（1/7+8/5+10）、川育17（N/7+9/2+12）作为高分子量谷蛋白亚基标准对照，均由四川省农业科学院生物技术核技术研究所保存。1.2高分子量谷蛋白亚基提取及检测所有材料于2019-2020年度种植于四川省成都市郫都区试验基地，每份材料种植2行，行长1 m，行距27 cm，株距5 cm，田间管理与大田生产一致，HMW-GS提取及检测参考Yan等 18 的方法，采用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰氨凝胶电泳（SDS-PAGE）方法测定HMW-GS组成，其中分离胶浓度15%，浓缩胶浓度4.5%。HMW-GS的命名参照Payne等19的标准。电泳仪器为北京六一仪器厂生产的DYY-28B型电泳槽。1.3品质数据来源及分析品质数据来自历年四川省小麦区试总结，参数包括容重、蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值和稳定时间等（表1）。小麦品质标准参照2018年四川省区试规定的小麦品质标准（表2）。
