【摘 要】
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种子贮藏蛋白是影响小麦营养和加工品质的重要因素,提高营养和加工品质是小麦育种的重要目标之一。5+10是赋予小麦优良面包烘焙品质的高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS);Gli-D2编码的α-醇溶蛋白缺失(NGli-D2)可以改善小麦品质并降低乳糜泻诱导因子含量。四川小麦因多雨、日照不足等特殊天气原因导致品质整体水平相对较差,有必要导入5+10和NGli-D2进行营养和加工品质的协同改良。因此,本研究将
【基金项目】
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国家重点研发计划(2016YFD0100502,2017YFD0100903); 国家自然科学基金(31771783); 四川省科技厅国际合作项目(2022YFH0105,2018HH0113,2018HH0130); “十四五”四川省重点研发项目(2021YFYZ0002);
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种子贮藏蛋白是影响小麦营养和加工品质的重要因素,提高营养和加工品质是小麦育种的重要目标之一。5+10是赋予小麦优良面包烘焙品质的高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS);Gli-D2编码的α-醇溶蛋白缺失(NGli-D2)可以改善小麦品质并降低乳糜泻诱导因子含量。四川小麦因多雨、日照不足等特殊天气原因导致品质整体水平相对较差,有必要导入5+10和NGli-D2进行营养和加工品质的协同改良。因此,本研究将郑麦366 NGli-D2材料(NGZM366)的5+10和NGli-D2导入到四川小麦蜀麦126(SM126),获得30份5+10/NGli-D2二聚体。通过农艺及籽粒性状考察,贮藏蛋白组分分析、加工及烘焙品质测定等对这些5+10/NGli-D2二聚体进行评价。获得的主要结果如下:1.5+10/NGli-D2二聚体的农艺及籽粒性状的变异系数2.33-12.79%不等,其中,单株有效穗和穗粒数的变异系数较大(>10%),其余性状(穗长、株高、小穗数、千粒重、粒长、粒长/粒宽和粒宽)的变异系数均较小(<10%)。与SM126相比较,一些二聚体的主要农艺及籽粒性状与之相当或更优。如,18份二聚体的株高比SM126更低,10份与之相当。3份二聚体的穗粒数比SM126更多,17份与之相当。20份二聚体的千粒重和粒长在SM126的基础上有增加,8份与之相当。22份二聚体的种子粒宽比SM126的更宽,7份与之相当。2.贮藏蛋白各组分有较大的变异程度,除可溶性聚合体(EPP)变异系数较小外(<10%),其余蛋白组分,如α/β-醇溶蛋白、ω-醇溶蛋白、醇溶蛋白、γ-醇溶蛋白、谷醇比、不溶性聚合体(UPP)、HMW-GS、谷蛋白、不溶性聚合体百分含量(%UPP)和LMW-GS的变异系数在19.08-45.52%之间。一些5+10/NGli-D2二聚体的谷蛋白含量和谷醇比在SM126基础上有增加,但醇溶蛋白含量降低。如,有6份5+10/NGli-D2二聚体的谷蛋白含量是SM126的1.51-2.14倍,18份二聚体的醇溶蛋白含量和谷醇比分别显著低于和显著高于SM126的对应指标,8份二聚体的EPP含量显著高于SM126,6份二聚体的%UPP与SM126相当。3.加工品质指标的变异系数7.44%-64.91%不等,除面筋指数和吸水率的变异系数较小外(<10%),其余指标,如形成时间、弱化度、粉质评价值、稳定时间、Zeleny沉降值、干面筋含量、湿面筋含量和籽粒蛋白质含量的变异系数均大于15%。一些5+10/NGli-D2二聚体的加工品质指标比SM126更优。如,17份二聚体的籽粒蛋白质含量显著高于SM126,3份达到强筋,6份达到中筋小麦标准。26份二聚体的Zeleny沉降值显著高于SM126,2份达到中筋小麦标准。9份二聚体的湿面筋含量极显著高于SM126,4份达到强筋,5份达到中筋小麦标准。25份二聚体的吸水率极显著高于SM126,24份达到强筋,4份达到中筋小麦标准。27份二聚体的稳定时间极显著高于SM126,1份达到强筋,27份达到中筋小麦标准。4.面包品质指标除气孔面积和气室厚度的变异系数很小外(<2.5%),其余面包品质指标,如切片面积、面包高度、面包体积、比容、气孔数量和亮度的变异系数均较大,在8.84-17.32%之间。面包体积与高度、比容、切片面积、亮度、气孔数量和气孔面积之间呈显著正相关。一些5+10/NGli-D2二聚体的的面包品质指标优于SM126。如,9份二聚体的面包体积、8份的面包高度和切片面积以及7份的比容都显著高于SM126的对应指标。5.主成分分析发现,3份5+10/NGli-D2二聚体(NGZS-3、NGZS-8和NGZS-9)在贮藏蛋白组分、加工品质以及面包品质方面的排名均高于SM126。基于主成分分析结果进行聚类分析,当距离为5时,将30份5+10/NGli-D2二聚体聚为三类,分别有9、14和7份二聚体。结合主成分分析和聚类分析结果,筛选出14份品质较好的5+10/NGli-D2二聚体(NGZSS-6、NGZSS-7、NGZS-3、NGZS-9、NGZS-8、NGZS-4、NGZS-5、NGZS-2、NGZSS-2、NGZS-1、NGZS-13、NGZSS-3、NGZS-7和NGZSS-8)。
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