Qs1对小麦农艺性状和加工品质的影响

来源 :四川农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:willzhang86
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小麦(Triticum aestivum L.)是世界上种植面积最广、食品加工种类最丰富的粮食作物。小麦的产量和品质直接影响粮食安全和生活品质。Q基因多效性地影响小麦诸多驯化性状,是小麦最重要的驯化基因。Q上调表达等位变异Qc1可显著提高小麦的籽粒蛋白含量和面包品质,但Qc1导致农艺性状变差,无法直接应用于育种。创制新的Q等位变异,解析Q基因对小麦农艺性状和加工品质的影响,对小麦高产优质育种具有重要意义。本研究以株高增加、穗密度降低的Q突变体(SS1)及其野生型(WT)为实验材料,通过基因克隆明确了SS1的Q基因突变位置,分析了Q基因的表达特性以及亚细胞定位结果,并比较了SS1和WT的农艺性状和加工品质。主要研究结果如下:1.SS1的Q基因在第一个AP2结构域发生一个错义突变,导致其第156个氨基酸残基由丙氨酸(A)突变为苏氨酸(T)。将SS1的Q等位变异命名为Qs1;结构预测表明Q和Qs1的蛋白结构无显著差异。2.qRT-PCR结果表明,在GS26时期的幼穗中,SS1和WT的Q基因表达量无显著差异;亚细胞定位结果表明Q与Qs1均定位于细胞核。这表明AP2结构域的点突变不影响Qs1的表达,且Qs1仍作为核转录因子发挥作用。3.农艺性状分析结果显示:在2018-2019和2019-2020两个生长季,相较于野生型,SS1的株高和穗长显著或极显著增加;穗密度与小穗数极显著降低;穗粒数和千粒重显著降低;籽粒长度显著增加;籽粒宽度显著降低;籽粒面积无显著变化。4.加工品质分析结果显示,两个生长季中SS1和WT的粗蛋白含量、蛋白组分、谷醇比、沉降值、面筋含量、面筋指数、面团流变学特性、饼干和面包品质等重要加工品质指标均无显著差异。5.方差分析结果表明,环境(年份)、基因型与两者互作对小麦农艺性状和加工品质的整体效应大小依次为:环境(年份)>基因型>环境×基因型。环境(年份)效应对所有农艺性状的影响极显著(P<0.01),对籽粒蛋白含量和组分有极显著影响(P<0.01),对沉降值、湿面筋含量、干面筋含量、面筋指数和吸水率影响极显著(P<0.01),对面团形成时间表现出显著影响(P<0.05);基因型对所有农艺性状均表现表现出极显著影响(P<0.01),对加工品质各指标无显著影响;环境×基因型对所有指标的影响均不显著。
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