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面筋蛋白的种类和含量决定了小麦面粉的终用途,高分子量麦谷蛋白、低分子量麦谷蛋白和醇溶蛋白是面筋蛋白的主要成分,小麦醇溶蛋白分为α-,γ-,δ-和ω-类型,其α-醇溶蛋白编码基因位于小麦第六同源群短臂上的三个Gli-2(Gli-A2,Gli-B2和Gli-D2)位点,每个位点中α-醇溶蛋白基因数目众多,序列相似度高。因此,本研究针对Gli-2位点展开:1)测序Gli-2位点获得序列;2)利用Gli-A2,Gli-B2和Gli-D2三个位点的近等缺失系评价各位点与小麦品质的关系。主要研究结果如下。 1)完成了小偃81 BAC文库的筛选,通过三代测序与组装,获得了2.5 Mb的Gli-2位点序列,Gli-A2位点最大,Gli-D2位点最小。序列分析得到了50个α-醇溶蛋白基因,其中28个有完整的开放阅读框,22个为假基因。Gli-2位点含有大量的转座子序列,占59.32%左右。 2)获得了Gli-A2,Gli-B2和Gli-D2三个位点的近等缺失系材料DLGliA2c、DLGliA2p、DLGliB2和DLGliD2,从籽粒性状、蛋白组分、面团和面包烘培品质等方面分析了各突变体的特点,从中选出了品质性状显著优于亲本小偃81的DLGliA2p和DLGliD2材料(面包体积增加24.72%和27.51%),并发现谷醇比的提高是品质变好的一个重要原因。明确了Gli-D2-null是一种新的、对改良小麦面团、面包烘培品质和降低面粉CD表位水平均有正效应的优异等位变异,并证实该优良变异可进一步提升优质品种郑麦366的面团和面包烘培品质。DLGliA2c品质性状较差,而DLGliB2表现出部分不育,因此不具备育种价值。 3)分析了小偃81和DLGliD2材料的籽粒氨基酸含量,发现了Gli-D2位点的缺失能够引起赖氨酸含量升高(增加8.46%)。转录组初步分析发现DLGliD2籽粒发育过程中氨基酸代谢途径中存在基因显著下调表达,这可能是该突变体籽粒中赖氨酸含量升高的一个重要原因。 综上所述,本研究从基因组、转录组,面筋蛋白组、终用途品质性状分析等层面,首次较为系统地揭示了三个Gli-2位点中α-醇溶蛋白基因的结构、数量、表达及其缺失对重要品质参数与性状的影响,为深入认识Gli-A2,Gli-B2和Gli-D2的结构与功能提供了新信息,为小麦终用途品质改良提供了具有实用价值的新资源。