摘要
小麦作为我国主要粮食作物之一，目前育种的主要目标是在提高产量的基础上改良其加工品质。醇溶蛋白约占面筋蛋白总量的50％～60％，决定着面团的粘性和延展性，ω-醇溶蛋白作为其重要组成成分，与小麦品质有着紧密的关系。本研究以郑麦369为材料利用简并引物和PCR技术对ω-醇溶蛋白基因进行克隆和序列分析，丰富ω-醇溶蛋白的遗传信息;以120份材料组成自然群体，利用转录组测序技术获得单个ω-醇溶蛋白基因在每份材料扬花后20天籽粒中的mRNA表达量，进而分析其与小麦品质指标之间的相关性，探究ω-醇溶蛋白基因对小麦品质的影响;利用660k SNP芯片对ω-醇溶蛋白基因mRNA表达量进行全基因组关联分析，发掘与其相关的标记位点，旨在为小麦品质改良提供理论依据。主要研究结果如下: 1、从小麦品种郑麦369中克隆得到15个ω-醇溶蛋白基因(分别命名为ZM369-1～15):ZM369-1、ZM369-15为真基因，ZM369-2～14为假基因。其中ZM369-15属于未见报道的ARP类型，同时其重复区存在1个半胱氨酸残基的插入。系统进化树分析表明，克隆得到的15个基因分别来源于A、D基因组;相同基因组来源的ω-醇溶蛋白基因大都可形成相对集中的分支，表明其具有一定的基因组特异性;相同类型ω-醇溶蛋白基因都能形成相对集中的分支，推测其类型与进化有关。 2、利用转录组测序分析ω-醇溶蛋白基因在120份材料中的mRNA表达量，结果表明，作为参考序列的73个基因，有36个至少能在1份材料中检测到表达且mRNA表达情况存在较大差异，其中KC716067和KM879350mRNA平均表达量最高，分别为13.78和7.92，均在117份材料中有表达;KM879346mRNA平均表达量最低为0.03，有15个基因只在少数材料(≤10)中有表达。不同材料之间ω-醇溶蛋白基因mRNA表达也存在差异，其中京411和保丰10-82的ω-醇溶蛋白基因mRNA表达量最高。 3、通过对ω-醇溶蛋白基因mRNA表达量与品质指标的相关性分析，结果表明，相同类型ω-醇溶蛋白基因与品质指标间的相关性一致。ARQ/E类型ω-醇溶蛋白基因对黏聚特性指标PM、A4和A5起显著负向作用，部分基因对面筋含量、吸水率和黏聚特性指标BEM起显著负向作用，KF412580对粉质质量指数起显著负向作用，KC716065对黏聚特性指标A1起显著负向作用;SRL类型部分ω-醇溶蛋白基因对黏聚特性指标PMT、AM和A3起显著正向作用，KM879356对湿面筋含量起显著正向作用，KR077925对湿面筋含量、稳定时间和粉质质量指数起显著正向作用，对弱化度起显著负向作用;ARP类型ZM369-15对湿面筋含量和黏聚特性指标AM、PM及A5起显著正向作用;TRQ类型KM879350对黏聚特性指标PMT起显著正向作用。ω-醇溶蛋白基因对面粉白度、面筋黏聚特性指标A2和形成时间影响均不显著，ARH、GRL和SRM类型ω-醇溶蛋白基因对品质指标影响不显著。 4、分别对与品质指标呈显著相关的ω-醇溶蛋白基因在群体中的mRNA表达量进行全基因组关联分析，在19条染色体上定位到58个与ω-醇溶蛋白基因mRNA表达量相关的标记位点，单个标记位点可以解释25.38％～46.71％的表型变异。对于不同ω-醇溶蛋白基因，与其mRNA表达量相关的标记位点在数量及染色体分布上不完全相同。其中在1B、3A、3B和3D染色体上共定位到8个只与SRL类型ω-醇溶蛋白基因mRNA表达量相关的多效性标记位点，单个标记位点可以解释25.38％～46.71％的表型变异。
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