[发明专利]60Co-γ辐射法选育小麦高分子量谷蛋白亚基新品系

说明书

技术领域

本发明属于小麦辐射育种的方法，具体的说是⁶⁰Co-γ辐射法选育小麦高分子量谷蛋白亚基新品系。

背景技术

小麦种子储藏蛋白是一种重要的食用植物蛋白，其产量占所有谷类作物食用植物蛋白的1/3。小麦储藏蛋白由70％的醇溶蛋白和30％的谷蛋白组成。谷蛋白主要以谷蛋白大聚合体GMP的形式存在，GMP由高分子量谷蛋白亚基HMW-GS和低分子量谷蛋白亚基LMW-GS通过二硫键S-S连接并聚合而成。谷蛋白大聚合体GMP的含量和性质与小麦面粉的品质密切相关，高分子量谷蛋白亚基HMW-GS的组成及质量影响GMP的形成，进而影响面粉的品质。

高分子量谷蛋白亚基HMW-GS由位于小麦第一同源染色体组(1A、1B和1D)的3个Glu-1位点编码，每个位点编码2个紧密连锁的基因。由于等位基因变异和基因沉默，大多数六倍体小麦具有3-5个高分子量谷蛋白亚基。虽然高分子量谷蛋白大约只占小麦胚乳储存蛋白的10％，但它对小麦的加工品质至关重要。研究表明，高分子量谷蛋白亚基的等位变异与小麦加工品质密切相关，各位点对品质的影响大小依次为Glu-D1＞Glu-A1＞Glu-B1。Glu-D1位点表达的5+10，Glu-A1位点表达的1和2*，Glu-B1位点表达的7+8、13+16、14+15和17+18等亚基对小麦加工品质的正向效应明显，被称为优质亚基。高分子量谷蛋白亚基被作为衡量面包小麦的重要指标，可作为小麦品质育种早代选择的指标，广泛用于小麦品质育种。

HMW-GS对小麦品质的作用主要表现在两方面：其一，HMW-GS亚基含量和数目不同，对小麦烘烤品质的贡献明显不同；其二，不同位点上等位基因的变异对烘烤品质的效应不同。不同小麦品种面包烘焙品质变异的主要原因由HMW-GS组成变化引起。在Glu-A1、Glu-B1和Glu-D1三个基因位点中，Glu-D1的效应明显高于Glu-A1和Glu-B1的作用。小麦染色体1D上Glu-D1位点编码的HMW-GS 1Dx5和1Dy10亚基对面粉筋力的影响最大。较好的亚基成分为Glu-1D5+10、Glu-1A1，2、Glu-1B17+18，7+8。而有些亚基，如Null、2+12等，则与较差的品质相关。根据单个亚基或亚基对与SDS十二烷基硫酸钠沉淀值的关系提出了HMW-GS的品质评分系统，其评分标准依次为5+10(得分4分)＞1＝2*＝17+18＝7+8＝13+16(3分)＞7+9＝2+12＝3+12(2分)＞7＝6+8＝4+12＝Null(1分)。

高分子量谷蛋白亚基HMW-GS含量低是我国面包小麦整体面筋强度较低的主要原因。我国小麦具有优质HMW-GS及其组合1Dx5+1Dy10、1A2*、1Bx17+1By18的品种较少，而具有1Dx2+1Dy12等劣质亚基的品种则较多。例如美国的硬红冬麦Dx5+Dy10的基因携带率为62％，硬红春小麦Dx5+Dy10的基因携带率为91％；加拿大小麦Dx5+Dy10的基因携带率为80％；而我国小麦Dx5+Dy10的基因携带率仅为11.9％。因此选育具有Dx5+Dy10等优质HMW-GS亚基基因的小麦品种已成为当前国内小麦品质改良的主要途径之一。

辐射诱变是选育小麦种质的重要手段。⁶⁰Co-γ射线是放射性金属钴60放射发出的高能光线，是最常见、应用最广的植物诱变源，它可使小麦染色体发生重组，打破基因连锁，促进基因重组，突变率高，突变谱宽阔，且所诱致的有价值的突变性状遗传稳定，育种年限短，是选育优异种质的重要途径。联合国粮农组织统计，世界利用γ射线辐射育成品种占辐射育种的比例为52.12％；我国则占85.4％。⁶⁰Co-γ射线具有产生小麦品质突变的特点，据此许多国家育成了高蛋、高质赖氨酸含量等营养品质好的小麦品种。但是未见⁶⁰Co-γ射线用于小麦加工品质，特别是通过选育高分子量谷蛋白亚基HMW-GS突变新品系，进而实现加工品质育种的报道。

用⁶⁰Co-γ射线辐射选育HMW-GS突变新品系是改良我国小麦加工品质的种质基础，并为小麦品质育种提供了新的方法和途径，因此，这项发明意义重大。

经广泛查询专利文献及世界各国出版物，均未见有使用⁶⁰Co-γ辐射选育小麦高分子量谷蛋白亚基HMW-GS突变新品系的报道。

发明内容

本发明的目的是：