黄淮麦区部分小麦种质脂肪氧化酶活性分析及等位基因检测

【目的】小麦中的脂肪氧化酶(LOX)是影响小麦面粉颜色和其储藏特性的主要因素之一,对中国黄淮麦区的306份小麦种质资源进行脂肪氧化酶活性分析及等位基因检测,为小麦品质育种提供理论参考。【方法】利用紫外分光光度计和酶标仪测定参试样品的脂肪氧化酶(LOX)活性,并利用控制脂肪氧化酶活性的位于1AL上的QLpx.caas-1AL位点紧密连锁的分子标记Xwmc312以及位于4BS上的Ta LOX-B1位点的功能标记LOX16和LOX18,采用特异引物的PCR扩增技术以及琼脂糖凝胶电泳和聚丙烯酰胺凝胶电泳分离技术进行参试材料的LOX基因型鉴定。【结果】表型测定结果表明,参试的黄淮麦区小麦品种(系)中脂肪氧化酶活性的平均值为65.73 AU·min-1·g-1,标准差为13.54,变幅为27.09—99.55 AU·min-1·g-1,变异系数为20.6%。参试材料中小于40 AU·min-1·g-1和大于90AU·min-1·g-1的小麦品种(系)分别为7个和8个,可作为对当前主栽小麦品种进行脂肪氧化酶活性改良的重要资源材料。基因型鉴定结果表明,参试材料的QLpx.caas-1AL位点存在3种等位变异类型,Xwmc312227、Xwmc312235和Xwmc312247所占比例分别为30.4%、18.9%和50.6%。参试材料的Ta LOX-B1位点存在Ta LOX-B1a和Ta LOX-B1b两种变异类型,所占比例分别为28.7%和71.2%。分析其基因型组合发现,参试材料中共有6种基因型组合类型,依次为Ta LOX-B1a/Xwmc312227、Ta LOX-B1a/Xwmc312235、Ta LOX-B1a/Xwmc312247、Ta LOX-B1b/Xwmc312227、Ta LOX-B1b/Xwmc312235和Ta LOX-B1b/Xwmc312247,所占比例分别为7.2%、9.5%、12.1%、23.2%、9.5%和38.6%。分析不同LOX基因型与脂肪氧化酶活性的关系表明,1AL位点上拥有Xwmc312235基因型的小麦品种脂肪氧化酶活性显著高于其他两种基因型(P<0.05),4BS位点拥有Ta LOX-B1a基因型的小麦品种脂肪氧化酶活性显著高于拥有Ta LOX-B1b基因型的小麦品种(P<0.05)。进一步分析不同LOX基因型组合与脂肪氧化酶活性的关系表明,拥有Ta LOX-B1a/Xwmc312235基因型组合的小麦品种脂肪氧化酶活性(76.80 AU·min-1·g-1)显著高于其他5种基因型组合,而拥有Ta LOX-B1b/Xwmc312227基因型组合的小麦品种脂肪氧化酶活性显著低于其他5种基因型组合,仅为62.44 AU·min-1·g-1。【结论】中国黄淮麦区的小麦品种脂肪氧化酶活性绝大多数处于中间类型,拥有极低(小于40 AU·min-1·g-1)或极高(大于90AU·min-1·g-1)脂肪氧化酶活性类型的小麦品种所占比例较低。黄淮麦区所发现的6种不同LOX基因型组合中,拥有Ta LOX-B1a/Xwmc312235基因型组合的小麦品种脂肪氧化酶活性相对较高(P<0.05),而拥有Ta LOX-B1b/Xwmc312227基因型组合的小麦品种脂肪氧化酶活性相对较低(P<0.05)。