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面筋是面团的主要组成部分,并且是决定小麦加工品质的重要因素。面筋蛋白由单体醇溶蛋白和聚体麦谷蛋白组成。高分子谷蛋白亚基(HMW-GS)和低分子谷蛋白亚基(LMW-GS)共同组成了聚体麦谷蛋白,并影响面筋的强度和弹性。本试验选用西农1718及其6个Glu-1位点HMW-GS等位变异近等基因系材料,西农2208及其一个Glu-D1位点2亚基缺失的近等基因系材料,利用聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)技术,反相高效液相色谱(RP-HPLC)、排阻液相色谱(SE-HPLC)技术,傅立叶变换红外光谱仪,扫描电镜,研究了Glu-A1,Glu-B1,Glu-D1不同HMW-GS组合对小麦籽粒发育过程中谷蛋白大聚体积累、面筋二级结构、显微结构的影响。主要研究结果如下:(1)本研究所用的小麦不同HMW-GS近等基因系材料仅在HMW-GS组成存在差异,其LMW-GS和醇溶蛋白组成相同。(2)以不溶性谷蛋白大聚体的含量(UPP%)的变化作为衡量籽粒发育过程中蛋白大聚体积累的指标,结果显示不同HMW-GS近等基因系(NIL)小麦的蛋白大聚体积累动态存在差异。在Glu-A1位点,含1亚基的近等基因系比含Null的近等基因系提早进入UPP%的迅速增长期,并且其成熟籽粒中的UPP%值更高;在Glu-B1位点,含17+18亚基的近等基因系比其他4个材料约提早5天进入UPP%的迅速增长期,并且在成熟小麦籽粒中其UPP%的含量最高,UPP%含量由高到低依次是:17+18,14+15,7+8,7+9,6+8;在Glu-D1位点,含5+10亚基的近等基因系比含2+12的近等基因系提早进入UPP%的迅速增长期;在籽粒发育中后期,2亚基缺失的近等基因系比含2+12近等基因系的UPP%增长速率更慢。可见,含优异HMW-GS亚基的小麦材料比其他材料提前进入UPP%的迅速增长期,并且其成熟小麦中的UPP%含量更高。(3)不同HMW-GS近等基因系小麦面筋蛋白二级结构存在显著的差异。在Glu-A1位点,西农1718的Null亚基近等基因系小麦面筋中β-折叠含量低于1亚基近等基因系,α-螺旋含量和α-螺旋/β-折叠的比值高于1亚基近等基因系。在Glu-B1位点,小麦面筋中β-折叠含量按大小排序为17+18>14+15>7+9>7+8>6+8,α-螺旋含量则与β-折叠相反。在Glu-D1位点,2+12亚基近等基因系面筋的β-折叠和分子间α-螺旋的含量与5+10没有显著差异,而α-螺旋/β-折叠的比值则显著高于5+10;与2+12的近等基因系面筋相比,2亚基缺失的近等基因系小麦面筋中β-折叠含量更高,α-螺旋/β-折叠的比值更低。(4)不同HMW-GS近等基因系小麦面筋的显微结构存在明显差异。所有近等基因系小麦面筋冷冻干燥处理后都呈蜂窝状的结构,含优异亚基材料面筋的网络交联更紧密。在Glu-A1位点,含1亚基的近等基因系小麦面筋的网络孔径比Null亚基近等基因系大,其交联更紧密。在Glu-B1位点,含17+18,14+15亚基材料面筋网络的孔径分布不均匀,而7+9,7+8,6+8亚基的面筋网络结构分布较一致;其中17+18亚基NIL面筋网络呈交联紧密的片层状结构,其面筋网络上可以观察到许多细小的孔。而其他亚基的NIL面筋网络呈现出纤维状的结构。Glu-D1位点,5+10亚基近等基因系小麦面筋网络结构的交联比2+12亚基近等基因系更紧密,且面筋网络上可以观察到细小的孔;2+12亚基近等基因系小麦面筋网络结构比2亚基缺失的NIL交联更紧密。