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小麦加工品质的改良已成为我国小麦育种的主要目标之一。国内外大量的研究表明,影响面包加工品质的主要因素是蛋白质的质量(谷蛋白亚基组成)和蛋白质的数量(蛋白质含量)。影响面条加工品质的因素因制作面条的种类而有所不同。影响中国面条的小麦品质主要是蛋白质和淀粉特性。国内学者针对北方的小麦品质问题作了大量的研究工作,取得了一定的成绩。我国的西南冬麦区和长江中下游冬麦区属于我国小麦的南方栽培区,小麦品种有许多共同特点,和北方小麦相比,南方麦区的小麦品质较差,不能满足食品加工业的需要,其主栽品种中绝大多数不适宜加工优质面包、面条、和馒头,经济效益差,影响了农民的生产积极性。因此,南方麦区小麦品质的改良是当前迫切的需要。但是,到目前为止,对西南麦区小麦品种品质问题仍然缺乏系统的研究,对西南麦区能否生产优质小麦仍存在较大的争议。针对这些问题,本研究选用四川省历史上的地方品种、国外引进品种、中国北方品种和四川在不同年代培育的小麦品种系统研究了它们的HMW-GS组成,以探讨西南麦区小麦品质改良的基因资源;利用单体附加染色体工程创造的纯系的小麦-黑麦1BL/1RS易位系为试验材料,研究了1BL/1RS易位系的品质效应;选用四川近年培育的小麦新品种(系)研究了西南麦区面包小麦选育的特殊生物化学问题,首次提出了西南麦区面包小麦育种的限制因素和育种策略;选用我们课题组培育的小麦新品系,研究了西南麦区小麦穗发芽的生物化学机理;选用近年培育的小麦新品种为试验材料,研究西南地区小麦品质与鲜湿面条煮面品质的关系,以及PPO活性与面条小麦选育的关系。其主要结果如下: 1 本文系统研究了西南麦区地方品种和不同育种年代育成品种的HMW-GS组成,发现地方品种和二十世纪90年代前育成品种中的谷蛋白亚基组成单一,优质谷蛋白亚基频率很低,而现在育成品种(系)中,HMW-GS的组成已发生极大的改变,5+10亚基频率达47.62%,证明了以优质谷蛋白亚基(5+10)的引入为目标的小麦优质育种已取得显著成效。鉴定了西南麦区小麦优质育种的基因资源。 利用SDS—PAGE电泳技术对供试材料的HMW-GS组成分析结果表明:在供试的不同来源和不同育种年代的160份材料中,在Glu-1位点共分离出14种等位亚基,不同的育种区域或育种年代其HMW一GS等位变异和亚基组合类型存在较大的差异。在CI翩IYT材料中与面包品质相关的优质亚基2*,17+1S,5+10亚基出现频率较高:在北方材料中有较高频率的的5+10亚基存在,另外还存在对面包烘烤品质有正向作用的14+15亚基。5+10亚基在各类供试材料中出现频率大小为:CIMMYT材料>四川新品种(系)>北方新品种(系)>四川推广品种>四川地方品种。在西南麦区地方品种中,在甜u一了基因单一,只有一种亚基组合N,7+8,2十12,不存在与面包烘烤品质关系密切的5+10等优质亚基,在推广品种中,在曰u一了的多样性有所改良,但优质谷蛋白亚基的频率仍较低,在近年育成的新品种(系)中,脚u一了的基因频率得到较大的改良,5+lO亚基占47.能%,在甜u一了位点品质平均得分为7.21分,说明通过引入HMw一GS来改良小麦品质的可行性。因此,在今后的小麦优质育种工作中应特别加强对 5+10亚基的转育与利用,同时兼顾1、2*、17+18、14+15优质亚基的利用以及甜u一了、甜u二Bl、尉U二Dj三个位点上亚基对的合理组配。2本研究在国际上首次鉴定出黑麦碱基因(Sec一1)表达缺失的IBL/IRS易位系843一2一1;首次利用具纯系背景的IBL/1RS易位系研究了IBL/1RS易位对小麦品质的影响,发现IBL/1 RS对西南麦区小麦品质的影响呈多样性。 由于IRS/IBL易位的优异抗性和高产性,它广泛地用于世界范围内的的小麦育种中。但是,由于他携带的黑麦碱基因(Sec一l)对小麦加工品质的不利影响,培育黑麦碱基因表达缺失的IBL八RS易位系,已成为世界范围内小麦育种研究的重要目标。本研究用小麦品种绵阳H(纯系)与矮秆黑麦(纯系)杂交,利用单体附加染色体工程创造的杂交后代BCIF了和BC.F、(Zn=42)为研究材料,从其后代中选育出一份黑麦碱基因(SeC一1)表达缺失的IBL/IRS易位系843一2一1。文献表明,这是世界上第一份黑麦碱基因表达缺失的1尺S/IBL易位系,它对进一步研究IBL八RS易位的黑麦碱基因表达机理、对小麦品质的影响机理、以及培育优质的含IBL/IRS易位的小麦新品种,都有重要的学术意义和应用价值。用46份来源于小麦品种绵阳11纯系和不同黑麦杂交后代的IBL/IRS纯合易位系为试验材料,研究了它们的HMW一GS组成的变异和与沉淀值之间的关系结果证明,1 BL/IRS易位对小麦的沉淀值的影响,取决于IRS供体的来源和易位的性质,表明IBL/IRS易位对小麦品质影响的多样性。在这些易位系中,H翩一GS等位基因也发生了变异,从而影响小麦的品质。对HMW不同亚基和505一沉淀值变异的分析指出,与1亚基相关的沉淀值极显著地大于等位亚基N相关的沉淀值,与7+9亚基相关的沉淀值显著地大于等位亚基7+8相关的沉淀值,7+8、7+9相关的沉淀值极显著地大于20亚基相关的沉淀值。由于我国当前育成的小麦品种的约三分之二都含IBL/IRS易位染色体,?