小麦加工品质主要由种子储藏蛋白的组成及含量决定。种子储藏蛋白主要包括醇溶蛋白和谷蛋白,谷蛋白又分为高分子量谷蛋白（HMW-GS）和低分子量谷蛋白（LMW-GS）。HMW-GS占种子储藏蛋白的7%-12%,是决定小麦加工品质的关键储藏蛋白类型。HMW-GS通过分子间二硫键共价交联形成谷蛋白聚合体,是面筋蛋白的“骨架”。目前Dx5+Dy10是公认的优质亚基组合,对加工品质的贡献最为突出。鉴定HMW-GS优异等位变异对培育优质专用小麦品种具有重要意义。本研究利用3份材料解析Dy10和Dx5影响小麦加工品质的机制。主要结果如下:1.化学诱变小麦品种蜀麦482获得HMW-GS区有一条额外条带的突变体C144-10。遗传分析、蛋白免疫印迹分析和蛋白质谱检测证明额外条带源于C144-10的Dy10基因,将其命名为Dy10-m619SN。基因克隆测序发现,Dy10-m619SN含有一个错义突变,导致其编码蛋白的第619位氨基酸残基由Ser变为Asn。蛋白C-端测序、原核表达和胚乳瞬时表达实验证明Dy10-m619SN的蛋白产物能够被特定蛋白酶识别并发生翻译后部分切割,且Dy10-m619SN亚基翻译后切割与籽粒中HMW-GS的合成积累同步。2.利用转录组测序和q RT-PCR分析发现C144-10部分液泡加工酶（VPE）基因的表达量显著上调。体外酶切实验表明,从水稻和小麦种子提取的VPE粗酶可以切割Dy10-m619SN亚基。聚类分析发现,小麦中大部分种子型Ta VPE基因位于2号染色体上,由共同的祖先分化形成。反转录PCR结果表明所有种子型Ta VPE在小麦籽粒中均有表达,但表达模式和表达水平存在差异。亚细胞定位结果表明Ta VPEIa定位于液泡,提示Ta VPE能够参与Dy10-m619SN亚基的切割。原核表达种子型Ta VPE蛋白酶,进一步证明它们具有切割Dy10-m619SN的功能。3.构建近等基因系,发现Dy10-m619SN对株高、穗长、千粒重和籽粒大小等农艺性状无显著影响;Dy10-m619SN负调控谷蛋白聚合体的尺寸、面筋指数、Zeleny沉降值、形成时间、稳定时间和面包体积等品质参数;增加粉质弱化度和饼干直径,使得饼体变薄、延展因子增大。这是由于Dy10-m619SN翻译后部分切割改变了亚基的二硫键数目,抑制了面筋网络结构的延伸,降低了谷蛋白聚合物含量和面筋强度,但不影响谷醇比。4.化学诱变小麦品种蜀麦482获得Dy10亚基缺失突变体C143-22,将其Dy10等位变异命名为Dy10-null。基因克隆测序发现Dy10-null编码区存在一个C-T无义突变。反转录PCR和蛋白免疫印迹检测证明Dy10-null可以正常转录,但无蛋白产物。构建近等基因系,发现Dy10-null对株高、穗长、分蘖数、千粒重以及籽粒长宽等农艺性状均无显著影响;Dy10-null显著降低面筋指数、Zeleny沉降值、谷蛋白聚合体含量、面团的形成时间和稳定时间,导致面团强度的弱化和面包品质的下降;Dy10-null使HMW-GS含量下降,醇溶蛋白含量升高,导致谷醇比下降,但有利于饼干的制作。体外配粉实验进一步证明表明Dy10亚基对饼干品质有负作用。5.基于前期构建的Dx5亚基过表达转基因材料,利用光学显微镜技术、图像分析技术和免疫荧光标记观察其在不同发育阶段籽粒的蛋白体形态和分布特征,发现转基因小麦籽粒发育时期亚糊粉层细胞中小蛋白体数量显著增加。过表达Dx5亚基导致富含HMW-GS的小蛋白体被隔离在内质网腔内,最终形成大的不溶性聚合体以及过强的面团特性。