一种HMW-GS全缺失糯小麦的创制方法技术

本发明专利技术公开了一种HMW‑GS全缺失糯小麦的创制方法，包括如下步骤：(1)将HMW‑GS全缺失小麦和糯小麦人工杂交，获得杂交F

【技术实现步骤摘要】
一种HMW-GS全缺失糯小麦的创制方法
本专利技术属于植物生物
，尤其涉及一种自然界天然不存在的HMW-GS全缺失糯小麦的创制方法。
技术介绍
小麦胚乳内淀粉和高分子量谷蛋白(Highmolecularweightgluteninsubunits，HMW-GS)组成和含量是影响小麦面粉加工品质的重要因素。普通小麦胚乳中淀粉含量占籽粒总重量的70％左右，分为直链和支链两种，二者在总淀粉中的比例相对稳定，约为25％和75％(翟红梅等，2008)。小麦颗粒淀粉结合酶I，也称GBSSI，直接决定小麦直链淀粉的合成、含量以及直链/支链淀粉比例(VrintenandNakamura2000)。编码该酶蛋白的基因也称为Wx，分别位于7AS，4AL和7DS上的Wx-A1，Wx-B1和Wx-D1位点(YanandBhave，2000；Yanetal，2000)，其对应产物为Waxy蛋白，普通小麦缺失1-2个Waxy蛋白的称为部分糯小麦，3个同时缺失的称为糯小麦，糯小麦直链淀粉含量很低(<1％)，甚至不含直链淀粉，几乎全为支链淀粉。自然界天然存在的小麦中，缺失Wx-B1蛋白的很常见，缺失Wx-A1蛋白的较少，而缺失Wx-D1蛋白的非常罕见，Waxy蛋白双缺失型以Wx-A1和Wx-B1蛋白同时缺失较常见，几乎没有其余双缺失型以及三缺失型(糯小麦)(姚金保等，2004；谭彩霞等，2010)。现有糯小麦都是通过人工杂交，聚合沉默的Wx基因(不产生Waxy蛋白)选育的(Nakamuraetal.1995；刘广田等，2000；李中安和宁锟2001；李继刚等，2001；姚大年等，2002；张凤琴等，2017)。糯小麦对改良小麦品质有重要作用。Wx-B1缺失的部分糯小麦(Epsteinetal.2002)或者添加一定比例的糯小麦面粉有利于改良面条品质(刘爱峰等，2017)。普通小麦添加20％的糯小麦能显著延迟面包变硬，增加面包货架期(Bhattacharyaetal.2002)。糯小麦也可以改良馒头品质(高新楼等，2015)，提高酿酒品质(赵国君等,2013)。小麦高分子量谷蛋白(High-molecular-weightgluteninsubunits,HMW-GS)是种子胚乳的主要贮藏蛋白之一，约占总蛋白含量的10％，对面筋结构起关键作用。编码小麦HMW-GS的基因位点Glu-1位于第一同源群染色体长臂，对应于A、B和D基因组的位点分别为Glu-A1、Glu-B1和Glu-D1，每位点内有两个紧密连锁基因，编码分子量较大的x和较小的y型亚基各1个，它们表现为共显性遗传(Shewryetal.1992,2003；Rasheedetal.2014)。自然界天然存在的普通小麦通常表达3-5个HMW-GS，即Glu-D1通常表达2个亚基，Glu-B1表达1或2个亚基，Glu-A1仅表达1个(即Ax)或Ax和Ay2个基因均不表达(Shewryetal.1992,2003)，但并没有获得Glu-1位点所有HMW-GS基因均不表达HMW-GS蛋白的全缺失类型。研究者通过转基因方式产生了HMW-GS全缺失小麦并进行了品质研究(Uthayakumaranetal.2003；柳觐等，2009；相微微等,2009；Zhangetal.2018)。结果显示，HMW-GS全缺系可导致湿面筋含量、形成时间和稳定时间显著下降。不同于转基因方式，CN108432630A公开了一种null型HMW-GS小麦的创制方法，采用常规的聚合沉默HMW-GS基因的方式，创制了HMW-GS全缺失的小麦G0，其沉降值、湿面筋含量、面筋指数、形成时间、稳定时间和评价值等加工品质指标都都表现很低的数值，符合弱筋小麦的品质特性。综上所述，糯小麦和HMW-GS全缺失小麦都具有特殊的品质效应，可用于改良小麦品质，提高小麦制品品质。那么，HMW-GS全缺失的糯小麦是否有新的品质效应呢？
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聚合小麦沉默的HMW-GS基因和沉默的Wx基因，创制出了自然界天然不存在的HMW-GS全缺失糯小麦。本专利技术的技术方案为：一种HMW-GS全缺失糯小麦的创制方法，包括如下步骤：(1)将HMW-GS全缺失小麦和糯小麦人工杂交，获得杂交F1种子；(2)种植杂交F1种子，自交收获F2种子并分单粒，筛选出3个Wx基因位点均不表达Waxy蛋白的单粒糯小麦；单粒糯小麦再刮取胚乳粉末用于SDS-PAGE鉴定HMW-GS组成，从中筛选出不表达任何HMW-GS的单粒种子，该单粒种子即为HMW-GS全缺失的糯小麦；(3)将HMW-GS全缺失的糯小麦单粒种子种植，自交收获F3种子，连续分单粒种植并自交到F5，分单株种植，F6稳定后测定品质指标。进一步地，筛选出3个Wx基因位点均不表达Waxy蛋白的单粒糯小麦的方法为：刮取单粒种子远胚端胚乳粉末，加入I2-KI溶液，震荡后观察液体颜色，以糯小麦为对照，溶液呈棕红的则对应的单粒种子则为糯小麦，溶液呈蓝色的则对应的单粒种子则为部分糯小麦或非糯小麦。品质测试表明，该小麦直链淀粉含量(占总淀粉的1.22％)极低，几乎全为支链淀粉，面筋相关指标也很低，是自然界不存在的面筋强度很弱的糯小麦材料。本专利技术的优点及积极效果为：通过本专利技术，创制了自然界没有的面筋强度很弱的糯小麦材料，该小麦几乎不含有直链淀粉，面筋含量很低，是一种可应用于特殊用途小麦品质的育种新材料。附图说明图1.HMW-GS全缺失糯小麦创制过程。图2.本专利技术实施例提供的利用SDS-PAGE鉴定全缺失糯小麦HMW-GS组成图。图中泳道1是普通小麦品种新中长，其HMW-GS组成为Null,7+8,2.2+12(Null，表示该位点无蛋白)，泳道2是普通小麦品种中国春(ChineseSpring,CS)，其HMW-GS组成为Null,7+8,2+12；泳道3为本专利技术使用的母本材料G0，其HMW-GS组成为Null,Null,Null，不表达任何HMW-GS亚基。泳道4为本专利技术创制的表达0个HMW-GS的糯小麦E45，其所有6个HMW-GS亚基均不表达。泳道5为本专利技术使用的糯小麦父本材料川13015，其HMW-GS组成为：Null,20,5+10。图3.本专利技术实施例提供的小麦胚乳I2-KI染色鉴定Waxy蛋白组成获得糯小麦鉴定结果。非糯小麦(胚乳I2-KI染色蓝色)：泳道1.中国春(Chinesespring，CS；a,a,a)；泳道2.G0(a,a,a)；糯小麦(胚乳I2-KI染色棕红色)：泳道3.E45(b,b,b)；泳道4.川13015(b,b,b)图4.本专利技术创制的HMW-GS全缺失的糯小麦E45及其亲本植株照片。E45的特征特性表现为：株高100cm左右、分蘖数5-8个、穗长锥形、每穗小穗约19个、红粒、千粒重约40克。1.川13015HMW-GS(N,20,5+10)，Wx(b,b,b)；2.E45HMW-GS(N,N,N)，Wx(b,b,b本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种HMW-GS全缺失糯小麦的创制方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)将HMW-GS全缺失小麦和糯小麦人工杂交，获得杂交F

【技术特征摘要】
1.一种HMW-GS全缺失糯小麦的创制方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将HMW-GS全缺失小麦和糯小麦人工杂交，获得杂交F1种子；
(2)种植杂交F1种子，自交收获F2种子并分单粒，筛选出3个Wx基因位点均不表达Waxy蛋白的单粒糯小麦；单粒糯小麦再刮取胚乳粉末用于SDS-PAGE鉴定HMW-GS组成，从中筛选出不表达任何HMW-GS的单粒种子，该单粒种子即为HMW-GS全缺失的糯小麦；
(3)将...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜泽洪，代寿芬，刘登才，刘刚，李健，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