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低分子量麦谷蛋白(LMW-GS)作为小麦种子储藏蛋白的主要组成部分,是决定小麦面团粘弹特性的关键因素之一。LMW-GS基因属于一个多基因家族,其基因拷贝数多、序列相似性高,难以高效地鉴定小麦品种中所有的LMW-GS基因,这极大地妨碍了对其功能的深入研究及其在分子育种中的应用。在本研究中,我们利用LMW-GS基因标记体系、基因全长序列克隆的方法以及蛋白质双向电泳技术,对我国小麦微核心种质和一个LMW-GS近等基因系群体进行了分析,对我国小麦种质中LMW-GS基因的数目、组成、序列特点、表达情况和功能差异有了深入的认识。在我国小麦微核心种质中,在一个普通小麦品种中至少检测到15个LMW-GS基因,这些基因翻译得到的蛋白序列具有典型的LMW-GS结构,均含有8个保守的半胱氨酸残基。在Glu-A3位点检测到2个m-type的基因和2-4个i-type的基因,其中有1-3个基因表达；在Glu-B3位点检测到2-3个m-type基因和1-3个s-type基因,通常会有2-4个基因表达；而Glu-D3位点的LMW-GS基因的数目和组成都相对保守,一般有8个LMW-GS基因,通常会有6个基因表达。Glu-A3和Glu-B3位点的基因存在丰富的遗传变异,不同的基因型所含有的表达基因的数目也存在较大的差别。所有的i-type基因都位于Glu-A3位点,基因之间紧密连锁,共检测到12种不同的单体型,Glu-B3位点的s-type基因也紧密连锁,形成两大类不同的单体型。序列聚类分析结果表明,i-type和s-type基因各单独属于一类,而位于三个Glu-3位点的m-type基因具有更高的多样性,可进一步细分为4类。另外,根据我国小麦微核心种质的分析结果,我们建立了一套新的LMW-GS分子标记体系,可以简便而准确地解析小麦LMW-GS基因家族。为了明确不同低分子量麦谷蛋白亚基的对小麦品质的贡献,我们利用LMW-GS基因分子标记体系和蛋白质双向电泳分析了Aroona近等基因系群体,明确了各个亚基的编码基因组成和总蛋白组成。比较发现,不同亚基中的LMW-GS组成和序列上存在显著的差异,而往往在醇溶蛋白组成上存在细微的差异。品质分析结果表明,在5个Glu-A3亚基中,Glu-A3e亚基对小麦品质的效应最低。在8个Glu-B3亚基中,Glu-B3g和B3b与优良品质相关,而Glu-B3c和B3d往往具有较差的品质特性。对于5个Glu-D3亚基,在本研究中在各种品质参数中均没有发现显著的差异。而且,我们发现具有优良品质性状的LMW-GS亚基也具有较高的不溶性大聚体含量,因此,我们推测LMW-GS亚基的基因组成和序列差异可能通过影响谷蛋白的聚合特性和谷蛋白聚合体的大小进而影响小麦的面包加工品质。