影响小麦面团强度的贮藏蛋白基因表达研究

小麦品质主要由籽粒贮藏蛋白的含量和类型决定,高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GSs)组合是决定加工品质的主要因素.为了解 HMW-GSs组合完全一致、蛋白含量相似的两个品种面团稳定时间相差近一倍的原因(郑麦 158:高面团强度;郑麦 369:低面团强度),通过转录组测序比较了籽粒发育中期 3 个时间点(花后 14、21 和 28d)的贮藏蛋白基因表达差异,分析了差异表达基因编码蛋白对面粉质量的贡献以及面粉的巯基含量差异等.结果表明,在 3 个时间点,两个品种间的 HMW-GSs基因表达均无显著差异;郑麦 158较郑麦 369 共有 24 个贮藏蛋白编码基因有显著表达差异,其中上调表达基因 12 个(23 次),下调表达基因 12个(23 次).12 个显著上调表达基因中,包括 9 个燕麦类似蛋白基因(18 次)、2 个γ-醇溶蛋白基因(4 次)和 1个α-醇溶蛋白基因;在 12 个下调表达基因中,包括 11 个α-或α/β-醇溶蛋白基因(21 次)和 1 个燕麦类似蛋白基因(2 次).两品种比较,郑麦 158 面粉的硫元素含量较低,但自由巯基和二硫键含量较高.基于蛋白二硫键预测和面粉蛋白质量评价模型分析结果,差异表达基因编码的燕麦类似蛋白和γ-醇溶蛋白对面团强度的贡献不低于优质 HMW-GSs.推测燕麦类似蛋白与个别γ-醇溶蛋白可能是影响面团强度的重要蛋白;蛋白的高自由巯基含量是高面筋强度的分子基础.