适合加工弱筋类食品的高蛋白弱筋小麦及其培育方法技术

本发明专利技术提供了一种适合加工蛋糕、饼干等弱筋类食品的高蛋白弱筋小麦，其种子的蛋白质含量虽然高于12%，但湿面筋含量和稳定时间均符合弱筋小麦品种的要求并能加工出优质蛋糕和饼干。本发明专利技术还涉及上述小麦的培育方法，为用高蛋白小麦加工弱筋类食品提供了一条新途径。

【技术实现步骤摘要】
适合加工弱筋类食品的高蛋白弱筋小麦及其培育方法
本专利技术属于植物选育
，具体涉及一种适合加工弱筋类食品的高蛋白弱筋小麦及其培育方法。
技术介绍
随着人们生活水平的提高，消费需求日趋多元化，对蛋糕、饼干等弱筋食品的需求也逐渐增加，目前国内的弱筋专用小麦尚不能满足国内需求，每年仍需从国外大量进口，因此，急需培育能加工优质弱筋食品的小麦品种。弱筋小麦品种在我国《主要农作物品种审定标准（国家级）》中要求粗蛋白质含量低（<12%）、湿面筋含量低（<24%）、面筋强度弱（温定时间<3分钟）。弱筋小麦品种由于蛋白质含量较低（其加工得到的低筋面粉粗蛋白小于9.5%）、筋度弱，常用来制作口感柔软、组织疏松的蛋糕、酥性饼干等弱筋类食品。小麦1B/1R易位系由于具有高产和适应性广等优点，目前在我国的小麦生产中被广泛应用，但这类品种加工品质往往比较差。研究发现，小麦1B/1R易位系1RS染色体臂上的ω-黑麦碱基因被认为是导致面团加工品质差的重要原因，为消除ω-黑麦碱基因的不良影响，在前期工作中我们构建了ω-黑麦碱基因的种子特异性表达载体（启动子来自小麦高分子量麦谷蛋白7亚基基因）并对小麦1B/1R易位系进行了遗传转化，在得到的转基因株系中，部分株系面筋强度明显提高（体现在沉淀值和稳定时间明显提高），但也有部分株系面筋强度明显下降（见专利ZL201710208793.X），这些面筋强度明显降低的株系稳定时间虽然符合弱筋小麦的要求（<3分钟），但由于其蛋白质含量较高（>14%，明显高于弱筋小麦品种对蛋白质含量的要求），按着目前的认知，这类株系并不适合加工蛋糕、饼干等弱筋类食品。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种粗蛋白质含量高且适合加工弱筋类食品的高蛋白弱筋小麦及其培育方法。本专利技术采用如下技术方案：一种适合加工弱筋类食品的高蛋白弱筋小麦，其粗蛋白质含量为12%-18%、湿面筋含量为18%-24%、稳定时间小于3分钟。进一步的，其小麦高分子量麦谷蛋白7亚基基因和ω-醇溶蛋白基因均沉默。一种上述高蛋白弱筋小麦的培育方法，向受体小麦中转入干扰基因表达盒，沉默小麦高分子量麦谷蛋白7亚基基因和ω-醇溶蛋白基因。培育方法中，所述干扰基因表达盒由小麦高分子量麦谷蛋白7亚基基因启动子、ω-黑麦碱基因干扰片段和水稻Waxy基因终止子依次连接组成。培育方法中，所述小麦高分子量麦谷蛋白7亚基基因启动子包括如SEQIDNO.1所示序列。培育方法中，所述水稻Waxy基因终止子包括SEQIDNO.2所示序列。培育方法中，所述ω-黑麦碱基因干扰片段包括SEQIDNO.3所述序列。培育方法中，利用基因枪介导或农杆菌介导的方法向受体小麦中转入干扰基因表达盒。一种上述适合加工弱筋类食品的高蛋白弱筋小麦在加工弱筋类食品中的应用。本专利技术的有益效果在于：用本专利技术的方法对1B/1R易位系小麦进行了品质改良，在得到的多个ω-醇溶蛋白基因与ω-黑麦碱基因均高度沉默的转基因株系中，小麦高分子量麦谷蛋白7亚基在转基因株系中也被高度沉默。在对株系进行进一步的实验过程中，意外的发现，小麦高分子量麦谷蛋白7亚基基因和ω-醇溶蛋白基因均沉默的转基因株系虽然蛋白质含量均高于14%（达到强筋小麦的标准），但其湿面筋含量和稳定时间均显著降低，湿面筋含量由对照的32.2%降到了22%以下，稳定时间由对照的3.4分钟降到了2.5分钟以下，特别是用其做蛋糕和饼干加工试验，蛋糕评分由对照的75分提高到87分以上，饼干评分由对照的76.7分提高到86分以上，克服了本领域一般认知的只有低蛋白小麦才可以加工优质弱筋食品的技术偏见，用高蛋白（>14%）小麦也加工出了优质的蛋糕和饼干（评分在80分以上为合格）。附图说明图1是用SDS-PAGE对5个纯合转基因株系进行的麦谷蛋白表达情况检测结果。图1中KN199为受体品种科农199，#8-2、#8-6、#13-3、#13-5和#13-7为5个纯合转基因株系，Ax1、Bx7、By9、Dx2和Dy12为不同的高分子量麦谷蛋白亚基。具体实施方式实施例1小麦高分子量麦谷蛋白7亚基基因启动子和水稻Waxy基因终止子的克隆根据NCBI数据库中小麦高分子量麦谷蛋白7亚基基因启动子的序列（序列号DQ119142.1）设计PCR扩增引物对，Bx7-f1：acgtaagctttggaggccagggaaagacaatg（划线部分为添加的HindIII酶切位点,Bx7-r1：actccccgggctgtcagtgaattgatctgtag（划线部分为添加的SmaI酶切位点），扩增区段为翻译起始密码子ATP上游-10bp至-970bp，长度为961bp。以小麦品种藁城8901的基因组DNA为模板进行PCR扩增。PCR扩增选用保真性好的PfuTaq酶，扩增参数为：94℃5min分钟，94℃30s，60℃30s，72℃1min，30个循环，72℃7min；根据NCBI数据库中水稻Waxy基因终止子的序列（序列号X53694.1）设计PCR扩增引物对，WxT-f1：tgaagagctcgagatctacatatggagtgat（划线部分为添加的SacI酶切位点,WxT-r1：tagtgaattcgtatccactccctccgtcacat（划线部分为添加的EcoRI酶切位点）,扩增区段为终止密码子TGA下游8-798bp，长度791bp，以水稻品种中花3号的基因组DNA为模板进行PCR扩增，PCR扩增的退火温度为56℃，其它扩增参数与扩增小麦启动子相同。2种PCR产物纯化后进行克隆测序，从中各选出1个分别与NCBI数据库中序列号为DQ119142.1和X53694.1序列一致的克隆用于下一步的载体构建。实施例2种子特异型ω-黑麦碱基因沉默表达载体的构建在我们以前的专利中已构建了由组成型Ubi启动子驱动的ω-黑麦碱基因沉默表达载体pAHC25-Sec（ZL201010532880.9），其中的黑麦碱基因RNA干扰片段“正向黑麦碱片段-内含子片段-反向黑麦碱片段”（936bp）两端的酶切位点分别为SmaI和SacI。为构建种子特异型黑麦碱基因沉默表达载体，首先以pAHC15（ChristensenAH和QuailPH,TransgenicResearch,1996,5:213-218）做基础表达载体，依次通过HindIII/SmaI、SmaI/SacI和SacI/EcoRI双酶切，分别把pAHC15中的Ubi启动子、Gus基因和Nos终止子换成小麦的Bx7启动子、黑麦碱基因RNA干扰片段和水稻的Wax终止子，得到过渡性种子特异型ω-黑麦碱基因沉默表达载体pAHC15-Bx7-Sec-Wx。该表达载体用HindIII/EcoRI双酶切后得到的沉默黑麦碱基因的线性表达盒片段Bx7-Sec-Wx与剩下的载体片段大小相近，均为3kb左右，进一步用HindIII/EcoRI双酶切上述过渡性载体，酶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适合加工弱筋类食品的高蛋白弱筋小麦，其特征在于，其粗蛋白质含量12%-18%、湿面筋含量18%-24%以及稳定时间小于3分钟。/n

【技术特征摘要】
1.一种适合加工弱筋类食品的高蛋白弱筋小麦，其特征在于，其粗蛋白质含量12%-18%、湿面筋含量18%-24%以及稳定时间小于3分钟。


2.根据权利要求1所述的一种适合加工弱筋类食品的高蛋白弱筋小麦，其特征在于，其小麦高分子量麦谷蛋白7亚基基因和ω-醇溶蛋白基因均沉默。


3.一种适合加工弱筋类食品的高蛋白弱筋小麦的培育方法，其特征在于，向受体小麦中转入干扰基因表达盒，沉默小麦高分子量麦谷蛋白7亚基基因和ω-醇溶蛋白基因。


4.根据权利要求3所述的一种适合加工弱筋类食品的高蛋白弱筋小麦的培育方法，其特征在于，所述干扰基因表达盒由小麦高分子量麦谷蛋白7亚基基因启动子、ω-黑麦碱基因干扰片段和水稻Waxy基因终止子依次连接组成。


5.根据权利要求4所述的一种适合...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴建芳，周硕，王海波，赵和，吕孟雨，董福双，刘永伟，杨帆，
申请(专利权)人：河北省农林科学院遗传生理研究所河北省农林科学院农产品质量安全研究中心，
类型：发明
国别省市：河北;13