一种null型HMW-GS小麦的创制方法技术

本发明专利技术公开了一种null型HMW‑GS小麦的创制方法，以表达null谷蛋白的四倍体小麦为母本，非null谷蛋白的二倍体节节麦为父本非同倍杂交得三倍体杂种F1，其染色体自动加倍成六倍体；然后以其作为母本，与Glu‑D1表达null谷蛋白的小麦为父本同倍杂交产生F1并自交得F2，从中鉴定表达null谷蛋白的种子种植于大田自交得F3，经种子单粒传法自交至F6并种植成株系，F7得到稳定表达0个谷蛋白的小麦品系。该品系的沉降值、湿面筋含量、面筋指数、形成时间和稳定时间等指标低于弱筋小麦川农16，表明其有降低小麦面筋相关指标的作用。

A method of creating null HMW-GS wheat

The invention discloses a method for producing null-type HMW_GS wheat, in which tetraploid wheat expressing null glutenin is used as female parent and non-null glutenin diploid Arthroid wheat is used as male parent to obtain triploid hybrid F1, whose chromosome doubles to hexaploid automatically, and then expresses null glutenin with Glu_D1 as female parent. F1 was produced by homoploid hybridization of wheat with male parent and F2 was obtained by self-crossing. The seeds expressing null glutenin were identified and planted in the field. F3 was self-crossed into F6 by single seed transmission and planted into a plant line. F7 was a stable wheat strain expressing 0 glutenin. The sedimentation value, wet gluten content, gluten index, formation time and stabilization time of the strain were lower than those of weak gluten wheat Chuannong 16, which indicated that the strain could reduce the related indexes of wheat gluten.

【技术实现步骤摘要】
一种null型HMW-GS小麦的创制方法
本专利技术属于小麦品种培育
，尤其涉及一种null型HMW-GS小麦的创制方法。
技术介绍
小麦因具有其它禾谷类作物均没有的“面筋蛋白”而可以加工制作成多达上百种食品。小麦“面筋蛋白”包括高分子量谷蛋白(Highmolecularweightgluteninsubunits，HMW-GS)、低分子量谷蛋白(Lowmolecularweightgluteninsubunits,LMW-GS)和醇溶蛋白(Gliadin)三大类。小麦HMW-GS约占成熟种子总蛋白的10％，但在面筋网络中起“骨架”作用，其HMW-GS组成和表达数目都能影响面筋强度并最终决定小麦面粉加工品质(ShewryandHalford2002；Shewryetal.2003；Yangetal.2014；WieserandKieffer；2001)。普通小麦的第一同源群染色体长臂上有1个编码HMW-GS的复合基因位点，统称Glu-1,对应于A、B和D基因组上的位点分别为Glu-A1、Glu-B1和Glu-D1，每一位点内有两个紧密连锁的基因，分别编码分子量较大的x型和较小的y型亚基，且为共显性遗传(Shewryetal.1992，2003；Rasheedetal.2014)。普通小麦的3个HMW-GS基因位点理论上可表达6个亚基，但因部分基因沉默，实际上仅表达3-5个亚基，即Glu-D1的Dx和Dy通常都表达，Glu-B1的Bx和By表达其中的1个或2个均表达，Glu-A1的仅表达Ax或Ax、Ay均不表达(Shewryetal.1992，2003)。通常，也将Glu-1位点不表达HMW-GS蛋白的情形称为null型HMW-GS，而表达其它任何蛋白亚基或类型的统称为非null型HMW-GS。在自然界天然存在六倍体小麦资源(包含育成品种)内，极难发现HMW-GS表达基因数目3个以下的，几乎找不到所有Glu-1位点的全部HMW-GS基因都不表达的(基因沉默或缺失)，也即表达0个HMW-GS的六倍体小麦(Zhengetal.2011)。弱筋小麦是糕点和饼干类食品的重要原料，其对具体品质指标的要求非常苛刻,均要求为低值。国家标准(GBT17320-2013)规定，弱筋小麦的硬度指数、粗蛋白质含量(干基)、面粉湿面筋含量、Zeleny沉淀值、稳定时间和吸水量要求分别<50、<12.5％、<26％、<30、<3.0min和<56ml/100g。上述要求决定了弱筋小麦具有不可替代性。近10年(2006-2015)我国生产的小麦品质以中筋和中强筋为主，强筋小麦次之，弱筋小麦最少，在测试的742个小麦品种的7561份样品中,达标弱筋品种的比例仅2％，样品比例也仅为3.8％，均小于5％(胡学旭等,2016)。弱筋小麦品种少，品质指标稳定性差，配粉困难是我国弱筋小麦生产面临的主要问题。综上所述，现有技术存在的问题是：虽然降低普通小麦背景中表达的HMW-GS数目可在一定程度上降低小麦面粉与面筋强度相关的加工品质指标，并成为培育面筋特性趋于弱化小麦品种的潜在育种新途径。但自然界天然存在的六倍体小麦资源(含育成品种)所表达的HMW-GS数目过多，通常都在3-5个，很少在3个以下的，而找不到表达0个HMW-GS(即不表达任何HMW-GS蛋白)的六倍体小麦。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种null型HMW-GS小麦的创制方法，组装小麦三个基因组高分子量谷蛋白基因位点(Glu-1)的null型HMW-GS，得到了表达0个HMW-GS的六倍体小麦，能够降低小麦面筋相关品质指标，使面筋含量下降，面筋质量趋于弱化。本专利技术是通过以下技术方案来实现：一种null型HMW-GS小麦的创制方法，包括以下操作：1)以A，B两组Glu-1位点表达null型HMW-GS的四倍体小麦为母本，以D组基因组Glu-1位点表达非null型HMW-GS的二倍体节节麦为父本，将父本的花粉授予母本，进行属间不同物种间非同倍远缘杂交，产生三倍体杂种F1；2)在小麦正常生长季节将三倍体杂种F1种植于田间，开花前套袋自交结实，通过母本四倍体小麦的未减数配子基因，使其染色体自动加倍成六倍体，所得种子经过根尖染色体计数排除非整倍体，并经SDS-PAGE鉴定得到A，B两组基因组Glu-1位点表达null型HMW-GS、D基因组Glu-1位点表达非null型HMW-GS的新六倍体小麦；3)以A，B两组基因组Glu-1位点表达null型HMW-GS、D基因组Glu-1位点表达非null型HMW-GS的新六倍体小麦为母本，以D基因组Glu-1位点表达null型HMW-GS的六倍体小麦为父本，进行同倍杂交，得到杂种F1；4)将获得的杂种F1种植于田间，开花前套袋自交，收种后获得F2种子；对于F2种子分单粒利用半粒法SDS-PAGE鉴定HMW-GS组成，舍去A、B和D任一个基因组Glu-1位点表达非null型HMW-GS的六倍体小麦种子，从中筛选、保留表达0个HMW-GS的含胚半粒种子作为原始种子；5)将原始种子发苗种植于田间，开花前套袋自交，单粒传法自交至F6种植成株系。所述的三倍体杂种F1的获取为：当母本幼穗抽出1/2旗叶以上至全部抽出但尚未自交授粉时，除去基部和顶部发育不良小穗及每小穗中间的小花，剪去小花1/3的颖片使柱头露出，并同时去掉3个花药直至所有小花均去雄完成，然后以透明的杂交袋套袋；去雄后第2-4天连续3天将父本的花粉授予母本去雄的柱头，进行属间不同物种间非同倍远缘杂交，结实产生的杂交种子得到三倍体杂种F1。所述的单粒传法为：以原始种子发苗种植于田间，开花前套袋自交，收种后获得F3种子；收获的F3种子分单粒发苗种植于温室，开花前套袋自交，收种后获得F4种子；收获的F4种子分单粒发苗种植于温室，开花前套袋自交，收种后获得F5种子；收获的F5种子分单粒种植于田间，开花前套袋自交，分单株收获F6种子。收获的F6每个单株的种子按株系种植于田间，成熟后按株系收获F7种子，然后磨粉测定其沉降值、湿面筋含量、面筋指数、形成时间、稳定时间和评价值。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术首先通过聚合四倍体小麦(栽培二粒)A、B基因组Glu-1位点表达的null型HMW-GS与二倍体节节麦D基因组Glu-1位点表达的非null型HMW-GS，再通过非同倍远缘杂交产生三倍体杂种F1，该杂种通过染色体自动加倍将A、B基因组Glu-1位点表达的null型以及D基因组Glu-1位点表达的非null型HMW-GS导入新六倍体小麦，然后聚合六倍体小麦D基因组Glu-1位点的null型HMW-GS，后代经过SDS-PAGE筛选鉴定HMW-GS组成，连续多代自交，最终得到3个基因组上的Glu-1位点均表达null型HMW-GS,也即表达0个HMW-GS的六倍体普通小麦。以表达5个HMW-GS的弱筋小麦品种川农16为对照，表达0个HMW-GS的小麦在决定面筋特性的主要相关加工指标上都较对照有明显降低，使面筋特性趋于变弱。附图说明图1为本专利技术的null型HMW-GS小麦的构建流程本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种null型HMW‑GS小麦的创制方法，其特征在于，包括以下操作：1)以A，B基因组两组Glu‑1位点表达null型HMW‑GS的四倍体小麦为母本，以D基因组Glu‑1位点表达非null型HMW‑GS的二倍体节节麦为父本，将父本的花粉授予母本，进行属间不同物种间非同倍远缘杂交，产生三倍体杂种F1；2)在小麦正常生长季节将三倍体杂种F1种植于田间，开花前套袋自交结实，通过母本四倍体小麦的未减数配子基因，使其染色体自动加倍成六倍体，所得种子经过根尖染色体计数排除非整倍体，并经SDS‑PAGE鉴定得到A，B两组基因组Glu‑1位点表达null型HMW‑GS、D基因组Glu‑1位点表达非null型HMW‑GS的新六倍体小麦；3)以A，B两组基因组Glu‑1位点表达null型HMW‑GS、D基因组Glu‑1位点表达非null型HMW‑GS的新六倍体小麦为母本，以D基因组Glu‑1位点表达null型HMW‑GS的六倍体小麦为父本，进行同倍杂交，得到杂种F1；4)将获得的杂种F1种植于田间，开花前套袋自交，收种后获得F2种子；对于F2种子分单粒利用半粒法SDS‑PAGE鉴定HMW‑GS组成，舍去A、B和D任一个基因组Glu‑1位点表达非null型HMW‑GS的六倍体小麦种子,从中筛选、保留表达0个HMW‑GS的含胚半粒种子作为原始种子；5)将原始种子发苗种植于田间，开花前套袋自交，单粒传法自交至F6种植成株系。...

【技术特征摘要】
1.一种null型HMW-GS小麦的创制方法，其特征在于，包括以下操作：1)以A，B基因组两组Glu-1位点表达null型HMW-GS的四倍体小麦为母本，以D基因组Glu-1位点表达非null型HMW-GS的二倍体节节麦为父本，将父本的花粉授予母本，进行属间不同物种间非同倍远缘杂交，产生三倍体杂种F1；2)在小麦正常生长季节将三倍体杂种F1种植于田间，开花前套袋自交结实，通过母本四倍体小麦的未减数配子基因，使其染色体自动加倍成六倍体，所得种子经过根尖染色体计数排除非整倍体，并经SDS-PAGE鉴定得到A，B两组基因组Glu-1位点表达null型HMW-GS、D基因组Glu-1位点表达非null型HMW-GS的新六倍体小麦；3)以A，B两组基因组Glu-1位点表达null型HMW-GS、D基因组Glu-1位点表达非null型HMW-GS的新六倍体小麦为母本，以D基因组Glu-1位点表达null型HMW-GS的六倍体小麦为父本，进行同倍杂交，得到杂种F1；4)将获得的杂种F1种植于田间，开花前套袋自交，收种后获得F2种子；对于F2种子分单粒利用半粒法SDS-PAGE鉴定HMW-GS组成，舍去A、B和D任一个基因组Glu-1位点表达非null型HMW-GS的六倍体小麦种子,从中筛选、保留表达0个HMW...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜泽洪，代寿芬，刘登才，魏育明，郑有良，
申请(专利权)人：四川农业大学，
类型：发明
国别省市：四川,51