[发明专利]1Dx2m1/2/3蛋白及其编码基因在培育加工品质提高的小麦品种中的应用

说明书

本发明公开了1Dx2m1/2/3蛋白及其编码基因在培育加工品质提高的小麦品种中的应用。本发明采用大引物PCR突变技术对小麦1Dx2基因进行了的定点诱变，获得了三位点突变基因1Dx2m1/2/3，并将其导入到小麦优良品种科农199的1Dx2亚基缺失突变体中，获得了稳定的转基因系TL1Dx2m1/2/3。通过品质分析实验证明，突变的高分子量麦谷蛋白亚基1Dx2m1/2/3能够显著提高小麦面粉的加工品质。本发明通过定点突变HMW‑GS基因1Dx2和转基因方法改良了小麦加工品质，填补了国内外利用点突变基因提高小麦加工品质的空白，为小麦加工品质改良开辟了新途径。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及1Dx2m1/2/3蛋白及其编码基因在培育加工品质提高的小麦品种中的应用。

背景技术

普通小麦(Triticum aestivum L.，AABBDD，2n＝6x＝42)属禾本科(Poaceae)小麦属(Triticum)，是人类最主要的食粮作物。由于小麦面团具有独特的弹性和延展性，能够通过烘烤、蒸煮、烹炸等工艺加工成面包、饼干、面条、馒头、饺子、油条等多种多样的食品。这些食品质量的优劣与小麦本身的品质有密切关系。小麦品质是指小麦品种对某种特定最终用途的适应和满足程度，可分为营养品质和加工品质。营养品质是指小麦所含营养成分对人(畜)营养需要的满足程度，包括营养成分的多少、各营养成分是否平衡、蛋白质的含量、氨基酸的组成等。加工品质又分为一次加工品质和二次加工品质。一次加工品质又称磨粉品质，主要包括出粉率、面粉色泽、灰分含量等。二次加工品质也称食用品质，是指小麦粉对制作不同食品的适应和满足程度，主要与面团的理化特性有关。食用品质参数很多，主要包括面筋含量、沉降值、形成时间、稳定时间、抗延阻力、拉伸面积、以及针对各种烘焙、蒸煮、烹炸面食的具体指标。

目前，小麦的品质改良主要集中在加工品质方面，而在加工品质方面又主要集中在工业化加工的面包、饼干、糕点等的烘烤品质方面，而烘烤品质主要取决于面粉的面筋含量与质量。面粉与水混合并经过适当的揉混之后即形成面团，面团经适当浓度的淡盐水冲洗除去麸皮、淀粉和溶于水或稀盐的蛋白质后，剩余的具有粘弹性的网状结构的物质被称为面筋(gluten)，面筋由麦谷蛋白和麦醇溶蛋白组成。面筋的特性决定面团的流变学特性，进而决定小麦品种的食品加工品质。在许多研究中，经常使用面筋强度来描述小麦的食品加工品质，根据面筋强度的大小，小麦可划分为强筋小麦、中筋小麦和弱筋小麦。衡量和鉴定小麦品质的方法主要有理化检测(包括使用各种专用仪器和分析方法)与食品加工检测(包括烘烤，蒸煮等)。衡量小麦面粉加工品质的主要指标有面筋含量、沉降值、吸水率、形成时间、稳定时间、抗延阻力、拉伸面积、溶胀指数、各种揉混仪参数等。

SDS-沉降值(SDS sedimentation value，SDS-SV)是反映小麦面筋含量和质量的综合性指标，深受小麦品质育种工作者的重视。其原理是一定量的小麦粉在弱酸介质作用下吸水膨胀，形成絮状物并缓慢沉淀，沉降速度和体积反映面筋的含量和质量。在规定的标准时间内的沉降体积即为沉降值，以ml为单位。测定值越大，表示面筋含量越高，面筋强度越大，面粉的烘烤品质越好。麦谷蛋白溶胀指数(swelling index of glutenin，SIG)是小麦品质评价的一个重要指标，与SDS-沉降值呈显著正相关。SIG是以不同溶涨时间的谷蛋白溶涨能力为基础，间接反映麦谷蛋白的含量和质量。SIG测定具有快速、简便、样品用量少等特点，常被用于小麦品质育种早代材料的品质检测。