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【摘 要】本论文分析了Waxy蛋白的亚基组成，并分别介绍了电泳技术和分子标记检测了Waxy基因的方法。
【关键词】小麦 Waxy蛋白 分子标记
小麦优劣重要判定志是指标是直链淀粉的含量和糊化特性。目前已经发现，颗粒结合型淀粉的合成酶GBSS或可称其为Waxy 蛋白，它与直链淀粉的合成密切相关，在目前已发现两个同功酶GBSSⅠ和GBSSⅡ中，GBSSⅠ是贮藏器官中直链淀粉合成的关键酶，而GBSSⅡ则是合成非贮藏器官直链淀粉的关键酶。Waxy 蛋白相对含量的高低直接决定小麦面粉中直链淀粉的含量，然而Waxy 蛋白亚基的缺失可导致直链淀粉含量降低，从而使得淀粉糊化特性以及膨胀特性发生改变，进而影响小麦面条品质；由于不同的Waxy蛋白亚基对直链淀粉合成的影响程度不同，因此，在优质小麦品种的选育中，分析和鉴定Waxy 蛋白的亚基就有了重要意义。
一、遗传标记在小麦品质育种中的应用
分子标记技术，是近些年来发展比较快一门技术。他是以个体间遗传物质内的核苷酸序列的变异作为基础的一种遗传标记，是DNA水平遗传多态性的直接反映，可以通过直接检测DNA分子碱基序列变异来鉴定研究材料。分子遗传标记是突变造成DNA片段长度的多态性为基础的，它具有许多优点；（1）可以直接探测DNA水平的差异，不受时空的限制；（2）标记数量丰富、多态性高；（3）共显性标识，可以区分纯合子与杂合子；（4）可以解释遗传家系内某些个体的变异；（5）不受性别、年龄的限制。
分子标记的研究近年来得到了迅速的发展。在小麦遗传育种中，分子标记辅助选择更是在小麦的抗病性检测、品质分析以及与各种农艺性状相关因素的检测方面做出了巨大贡献。
SSR标记也称微卫星DNA，是一类由几个核苷酸为重复单位组成的长达几十个核苷酸的串联重复序列。由于SSR标记的在小麦基因组中多态性极高，并且具有染色体组特异性，因此具有操作简单，稳定性高，花费小等优点，是目前研究小麦最有效的分子标记技术之一。
二、Waxy蛋白的研究进展
科学家在研究普通玉米和糯玉米中的直链淀粉含量時发现：直链淀粉含量较高的普通玉米胚乳中，存在一种控制直链淀粉合成的酶蛋白，而直链淀粉含量极低甚至接近零的糯玉米中，则没有该酶蛋白。由于这种蛋白质是由Waxy基因编码的，因此把它称为Waxy蛋白，或颗粒结合淀粉合成酶GBSS，亦称二磷酸核苷酸淀粉糖葡萄糖转运酶。
1.Waxy蛋白基因的研究
在Waxy蛋白中包含3个亚基，分别是Wx-A1.Wx-B1和Wx-D1，编码这三个白亚基的基因分别为Wx-A1基因、Wx-B1基因、Wx-D1基因，分别定位于染色体7AS、4AL和7DS上。这三个基因是编码了GBSSⅠ，其中Wx-B1基因原本位于7BS上，在小麦进化过程中，4A和7B发生了易位，使得其染色体上的遗传信息发生了交换，因此，虽然Wx-B1位于4A染色体上，仍命名为Wx-B1基因。
2.Waxy蛋白的特性
1993年一位日本学者发现，在小麦籽粒的直链淀粉的合成中，有一种酶起着主要作用，这种酶就是颗粒结合淀粉合成酶，简称GBSSⅠ，也称Waxy蛋白。小麦Waxy蛋白是除麦谷蛋白、醇溶蛋白等蛋白外，另外一种贮藏蛋白，。Waxy蛋白由三个亚基组成，分别是Wx-A1.Wx-B1和Wx-D1亚基。Waxy蛋白亚基缺失会使胚乳中直链淀粉合成减少，而使支链淀粉含量上升，小麦胚乳为糯性。当三个亚基全部缺失时，小麦籽粒胚乳中直链淀粉含量接近于0或很少（<1%），这种小麦为全糯质小麦]。
3.Waxy蛋白的分离与鉴定
第一，Waxy蛋白的电泳鉴定。小麦Waxy蛋白的三个亚基存在于花粉和胚乳的淀粉粒中，目前，采用胚乳中提取Waxy蛋白并进行SDS-PAGE电泳分离的方法应用较多。
Waxy蛋白的提取原理是用SDS洗涤除去其他蛋白，并用β-巯基乙醇作为保护剂。提取的最后步骤是煮沸，使得Waxy蛋白从淀粉粒上解离下来，各亚基之间相互分离。
Waxy蛋白的电泳有双向电泳和单向电泳。双向电泳分离体系分离鉴定了3个不同Waxy位点Wx-A1.Wx-B1和Wx-D1，证明六倍体小麦籽粒Waxy蛋白由3个亚基构成。但这种电泳技术过程复杂，分辨率不高，效率低。改良的1D-SDS-PAGE分析了面包小麦的3个Waxy蛋白Wx-A1.Wx-B1和Wx-D1亚基的分子量分别为62.9KDa、56.7Kda和58.7Kda，这一方法快速简便，适于小麦育种中对Waxy蛋白亚基的早代筛选。在此基础上，国内的研究人员对Waxy蛋白的提取和电泳方法进行了改良试验。改良后的单向十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳方法具有省时、方便、经济和有效的特点，可适用于大批小麦材料的Waxy蛋白亚基的分析。
第二，Waxy蛋白的分子标记鉴定。随着分子生物学技术的迅速发展，分子标记技术已经广泛用于作物遗传育种的研究，特别是分子标记的辅助选择，即利用分子生物学的手段在对育种程序中目标基因或与目标基因连锁的分子标记的基因型进行分子选择，表现出了简便和高效的特点，提高了育种进程。
双向SDS-PAGE可以区分Waxy蛋白亚基，但是操作过程复杂；单向SDS-PAGE虽然操作简单，但有时分离效果并不理想。分子标记基于DNA水平，具有不受环境影响等多方面优点，因此，分子标记技术可提高育种的准确性和效率。目前，建立遗传图谱，数量性状座位图谱，多样性分析和分子标记辅助选择等多方面研究中已广泛使用分子标记技术。
参考文献
[1]李春，宋广芝，田纪春.糯小麦及其Waxy基因的研究进展[J].中国农学通报
[2]姚大年，王新望，刘志勇，等.小麦品种Waxy蛋白的鉴定和筛选[J].农业生物技术学报
[3]潘志芬，邓光兵，王涛，等.小麦Waxy蛋白亚基1D-SDS-PAGE分离方法改良[J].应用与环境生物学报
【关键词】小麦 Waxy蛋白 分子标记
小麦优劣重要判定志是指标是直链淀粉的含量和糊化特性。目前已经发现，颗粒结合型淀粉的合成酶GBSS或可称其为Waxy 蛋白，它与直链淀粉的合成密切相关，在目前已发现两个同功酶GBSSⅠ和GBSSⅡ中，GBSSⅠ是贮藏器官中直链淀粉合成的关键酶，而GBSSⅡ则是合成非贮藏器官直链淀粉的关键酶。Waxy 蛋白相对含量的高低直接决定小麦面粉中直链淀粉的含量，然而Waxy 蛋白亚基的缺失可导致直链淀粉含量降低，从而使得淀粉糊化特性以及膨胀特性发生改变，进而影响小麦面条品质；由于不同的Waxy蛋白亚基对直链淀粉合成的影响程度不同，因此，在优质小麦品种的选育中，分析和鉴定Waxy 蛋白的亚基就有了重要意义。
一、遗传标记在小麦品质育种中的应用
分子标记技术，是近些年来发展比较快一门技术。他是以个体间遗传物质内的核苷酸序列的变异作为基础的一种遗传标记，是DNA水平遗传多态性的直接反映，可以通过直接检测DNA分子碱基序列变异来鉴定研究材料。分子遗传标记是突变造成DNA片段长度的多态性为基础的，它具有许多优点；（1）可以直接探测DNA水平的差异，不受时空的限制；（2）标记数量丰富、多态性高；（3）共显性标识，可以区分纯合子与杂合子；（4）可以解释遗传家系内某些个体的变异；（5）不受性别、年龄的限制。
分子标记的研究近年来得到了迅速的发展。在小麦遗传育种中，分子标记辅助选择更是在小麦的抗病性检测、品质分析以及与各种农艺性状相关因素的检测方面做出了巨大贡献。
SSR标记也称微卫星DNA，是一类由几个核苷酸为重复单位组成的长达几十个核苷酸的串联重复序列。由于SSR标记的在小麦基因组中多态性极高，并且具有染色体组特异性，因此具有操作简单，稳定性高，花费小等优点，是目前研究小麦最有效的分子标记技术之一。
二、Waxy蛋白的研究进展
科学家在研究普通玉米和糯玉米中的直链淀粉含量時发现：直链淀粉含量较高的普通玉米胚乳中，存在一种控制直链淀粉合成的酶蛋白，而直链淀粉含量极低甚至接近零的糯玉米中，则没有该酶蛋白。由于这种蛋白质是由Waxy基因编码的，因此把它称为Waxy蛋白，或颗粒结合淀粉合成酶GBSS，亦称二磷酸核苷酸淀粉糖葡萄糖转运酶。
1.Waxy蛋白基因的研究
在Waxy蛋白中包含3个亚基，分别是Wx-A1.Wx-B1和Wx-D1，编码这三个白亚基的基因分别为Wx-A1基因、Wx-B1基因、Wx-D1基因，分别定位于染色体7AS、4AL和7DS上。这三个基因是编码了GBSSⅠ，其中Wx-B1基因原本位于7BS上，在小麦进化过程中，4A和7B发生了易位，使得其染色体上的遗传信息发生了交换，因此，虽然Wx-B1位于4A染色体上，仍命名为Wx-B1基因。
2.Waxy蛋白的特性
1993年一位日本学者发现，在小麦籽粒的直链淀粉的合成中，有一种酶起着主要作用，这种酶就是颗粒结合淀粉合成酶，简称GBSSⅠ，也称Waxy蛋白。小麦Waxy蛋白是除麦谷蛋白、醇溶蛋白等蛋白外，另外一种贮藏蛋白，。Waxy蛋白由三个亚基组成，分别是Wx-A1.Wx-B1和Wx-D1亚基。Waxy蛋白亚基缺失会使胚乳中直链淀粉合成减少，而使支链淀粉含量上升，小麦胚乳为糯性。当三个亚基全部缺失时，小麦籽粒胚乳中直链淀粉含量接近于0或很少（<1%），这种小麦为全糯质小麦]。
3.Waxy蛋白的分离与鉴定
第一，Waxy蛋白的电泳鉴定。小麦Waxy蛋白的三个亚基存在于花粉和胚乳的淀粉粒中，目前，采用胚乳中提取Waxy蛋白并进行SDS-PAGE电泳分离的方法应用较多。
Waxy蛋白的提取原理是用SDS洗涤除去其他蛋白，并用β-巯基乙醇作为保护剂。提取的最后步骤是煮沸，使得Waxy蛋白从淀粉粒上解离下来，各亚基之间相互分离。
Waxy蛋白的电泳有双向电泳和单向电泳。双向电泳分离体系分离鉴定了3个不同Waxy位点Wx-A1.Wx-B1和Wx-D1，证明六倍体小麦籽粒Waxy蛋白由3个亚基构成。但这种电泳技术过程复杂，分辨率不高，效率低。改良的1D-SDS-PAGE分析了面包小麦的3个Waxy蛋白Wx-A1.Wx-B1和Wx-D1亚基的分子量分别为62.9KDa、56.7Kda和58.7Kda，这一方法快速简便，适于小麦育种中对Waxy蛋白亚基的早代筛选。在此基础上，国内的研究人员对Waxy蛋白的提取和电泳方法进行了改良试验。改良后的单向十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳方法具有省时、方便、经济和有效的特点，可适用于大批小麦材料的Waxy蛋白亚基的分析。
第二，Waxy蛋白的分子标记鉴定。随着分子生物学技术的迅速发展，分子标记技术已经广泛用于作物遗传育种的研究，特别是分子标记的辅助选择，即利用分子生物学的手段在对育种程序中目标基因或与目标基因连锁的分子标记的基因型进行分子选择，表现出了简便和高效的特点，提高了育种进程。
双向SDS-PAGE可以区分Waxy蛋白亚基，但是操作过程复杂；单向SDS-PAGE虽然操作简单，但有时分离效果并不理想。分子标记基于DNA水平，具有不受环境影响等多方面优点，因此，分子标记技术可提高育种的准确性和效率。目前，建立遗传图谱，数量性状座位图谱，多样性分析和分子标记辅助选择等多方面研究中已广泛使用分子标记技术。
参考文献
[1]李春，宋广芝，田纪春.糯小麦及其Waxy基因的研究进展[J].中国农学通报
[2]姚大年，王新望，刘志勇，等.小麦品种Waxy蛋白的鉴定和筛选[J].农业生物技术学报
[3]潘志芬，邓光兵，王涛，等.小麦Waxy蛋白亚基1D-SDS-PAGE分离方法改良[J].应用与环境生物学报