关于拉面品质的小麦高分子量谷蛋白亚基评分系统研究

中国农业科学2006,39(12):2415-2421ScientiaAgriculturaSinica收稿日期：2005-08-25；接受日期：2006-05-12基金项目：甘肃省自然基金项目暨中青年科技基金项目（ZS021-A25-045-N）；云南省自然科学基金项目（2004C0004R）作者简介：康志钰（1971-），男，甘肃临夏人，副教授，博士，研究方向为作物遗传育种。Tel:[phone];E-mail:[e-mail]关于拉面品质的小麦高分子量谷蛋白亚基评分系统研究康志钰1,2，王建军1，尚勋武2（1云南农业大学农学与生物技术学院，昆明650201；2甘肃农业大学农学院，兰州730070）摘要：【目的】研究有关拉面品质的小麦高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)评分系统，提高优质拉面用小麦品种的选育效率。【方法】选用100个春小麦品种，分别测定其HMW-GS以及拉面色泽、表观状态、适口性、韧性、粘性、光滑性、食味和总评分等8项拉面评分指标，并通过数量化理论及统计学鉴评方法，研究HMW-GS与拉面评分指标的关系。【结果】亚基1、2*、N、7、7+8、17+18、22、2+10、2+11、2+12、5+10、10的拉面品质总评分分别为5.40、5.35、0、2.55、2.56、9.19、0.05、0.15、1.49、1.14、10.00、5.14。针对拉面评分指标与HMW-GS得到的评分系统包含8个多元线性回归方程（R2＞0.98）。利用HMW-GS组成，能够对8个拉面评分指标进行准确预测。【结论】经综合评价，认为优质拉面小麦理想的亚基组合应为1、17+18、5+10组合或2*、17+18、5+10组合，在拉面小麦品种选育中可做为早代选择的依据；2+10、2+11和2+12亚基对拉面品质的作用普遍较低，为劣质亚基，在拉面小麦品种选育中应尽量避免出现这些亚基。关键词：小麦；高分子量麦谷蛋白亚基；拉面；评分指标；评分系统ScoreSystemStudyforHand-ExtendedNoodleQualityBasedonHMW-GSIndexinWheatFlourKANGZhi-yu1,2,WANGJian-jun1,SHANGXun-wu2(1AgronomyandBiotechnologyCollege,YunnanAgriculturalUniversity,Kunming650201;2AgronomyCollege,GansuAgriculturalUniversity,Lanzhou730070)Abstract:【Objective】HighMolecularWeightGluteninSubunits(HMW-GS)inwheatareimportantproteinsubunitsthataffectflourquality.Thestudywasconductedtoimprovebreedingandselectionefficiencyofwheatvarietiesusedtomakehand-extendednoodles.【Method】100springwheatvarietieswereselectedtostudytheimportanceofHMW-GSonnoodlequalityscoreindexessuchascolor,appearance,taste,firmness,stickiness,andsmoothness.【Result】Itwasshownthatthehand-extendednoodlequalityscoreofHMW-GS1,2*,N,7,7+8,17+18,22,2+10,2+11,2+12,5+10and10were5.40,5.35,0,2.55,2.56,9.19,0.05,0.15,1.49,1.14,10.00and5.14,respectively.Thescoresystemforhand-extendednoodlequalitybasedonHMW-GSindexhadeightmultiplelinearregressionequations(R20.98).So,applyingtheHMW-GScomposition,eighthand-extendednoodlequalityindexescouldbeforecastedmoreaccurately.【Conclusion】ResultsindicatedthatidealsubunitcompositionofHMW-GSforthisspecialusagewerecomposition1,17+18,5+10,orcomposition2*,17+18,5+10.Thisstandardcanbeusedonvarietyselectioninearlygenerationofbreedingcrosses.HMW-GS2+10,2+11and2+12weretheleastdesirablesubunitsforhand-extendednoodlesandshouldbeavoidedinwheatvarietyselectionaimedforhand-extendednoodleflouruse.Keywords:Wheat;HMW-GS;Hand-extendednoodle;Scoreindex;Scoresystem0引言【本研究的重要意义】面条起源于中国，已有两千多年的发展历史，是中国乃至东南亚人民的主食之一。其制作方法很多，手工拉面作为一种特殊的面条加工形式，历史悠久，风味独特，深受国内外顾客的欢迎，并已逐渐发展成为一种快餐食品。目前，拉面2416中国农业科学39卷市场逐渐扩大，市场管理日趋正规，对拉面品质的要求也更加严格，急需大量优质拉面小麦品种。本试验通过研究高分子量麦谷蛋白亚基（HMW-GS）与拉面品质间的关系，可望指导优质拉面小麦品种的早代选择，为提高品种选育效率提供理论依据，并有效促进拉面市场的进一步发展。【前人研究进展】许多研究认为，面粉中蛋白质的特点是决定面条品质的主要因素之一，蛋白质的含量和质量对面条品质有重要作用，但这些研究主要集中在传统的中国白盐面条上（Chinesewhitesaltednoodles，WSN）[1~5]，关于手工拉面的研究还很少。麦谷蛋白由高分子量麦谷蛋白亚基（HMW-GS）和低分子量麦谷蛋白亚基（LMW-GS）聚合而成，但Payne等认为HMW-GS组成对小麦加工品质影响更大[6~8]，HMW-GS与小麦品质的关系也一度成为国内外学者研究的热点。而且，由于HMW-GS的分析技术简便易行，分析时只需半粒种子，因此，HMW-GS组成已被广泛用于小麦品质育种中，成为早期世代品质选择的主要依据。Payne和毛沛、赵和等根据HMW-GS与小麦品质的关系，制订了不同的亚基评分系统[6~10]，已用于育种实践中。但是，大量研究结果表明，如果选用不同试验材料，采用不同分析方法、考查不同品质指标，所得结果往往有所差异，即不同亚基对不同品质指标的贡献往往存在差异[6~23]。【本研究的切入点】为了提高优质拉面小麦品种的选育效率，尤其是早代选择，本研究选用100个春小麦品种，进行拉面制作试验，并参照挂面的评分办法对拉面进行品尝、打分，并测定参试品种的HMW-GS组成。再对参试品种的HMW-GS组成进行数量化处理，通过数量化理论及统计学鉴评方法，【拟解决的关键问题】重点研究HMW-GS与拉面评分指标的关系。针对不同拉面评分指标，建立不同的HMW-GS评分系统，筛选优质亚基，为优质拉面专用小麦的选育提供理论依据，为调整农业结构，改善农产品质量提供理论基础。1材料与方法1.1供试材料选用25个甘肃育成品种、10个引进品种和65个甘肃省地方品种，共计100份材料。1.2试验设计为了消除年际间对试验结果的影响，整个试验连续进行3年。具体实施办法为：2000～2002年间，每年3～7月将试验材料种植于甘肃省高台县良种场，每品种种植10行，行长4m，行距20cm，每行点播480粒，蜡熟期收获、备用；每年9月份开始，在甘肃农业大学农学院通用实验室和谷物品质分析重点实验室进行HMW-GS及拉面制作和品尝试验。试验全部结束后，对每个品种的拉面评分指标取3年试验结果的平均值作为最终试验结果，并进行统计分析。1.3高分子量麦谷蛋白亚基分析采用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）对供试材料进行HMW-GS分析。1.4拉面品质测定1.4.1制粉每个参试品种籽粒收获、干燥后，先测定水分含量。根据水分含量，通过计算、加水，将其含水量调整至15%，进行润麦。润麦36h后，用法国Chopin公司产CD1仿工业实验磨，采用二皮三心法制粉，备用。1.4.2拉面制作制作拉面时聘请具有多年拉面经验的拉面师进行和面。和面时，称取未加任何添加剂的面粉100g，一次性加入30ml用蒸馏水配制的蓬灰溶液，进行和面。在和面过程中，根据面团干燥程度加入适量蓬灰溶液，将面团调整至最佳状态，使面团结构均匀，硬度适中，表面光亮。然后将面团搓成直径约3cm的面棒，在表面抹2ml色拉油，放于塑料布下进行醒面。醒面30min后，将面棒取出，继续用手搓成直径约1.5cm的面棒，再从面棒两端开始拉面，拉到1.2m左右长度时，将面条对折，再拉，重复6次，进行煮面。煮面时每个样品均用新鲜开水，煮至面条芯白色生粉刚消失，立即将面条捞出，以流动自来水冲淋2min，分放碗中，待品尝。1.4.3拉面质量鉴定与评分品尝小组由7名经培训并有经验的人员组成。面条煮熟后，品尝小组按中国商业部规定标准（SB/T10137-93）中规定的面条评分标准分别对面条色泽、表观状态、适口性、韧性、粘性、光滑性、食味等评分指标进行评分，取平均值作为各指标的评分[24]。1.5亚基评价方法采用数量化理论及统计学鉴评方法[25]。具体方法为：先将每个参试品种的HMW-GS组成进行数量化处理，即存在的亚基以“1”表示，不存在的亚基以“0”表示，将亚基组成转变为以“1”和“0”组成的数列，作为自变量的观测值。以每一拉面评分指标作为应变量，分别进行多元回归分析，并进一步进行统计学鉴评。12期康志钰等：关于拉面品质的小麦高分子量谷蛋白亚基评分系统研究24172结果与分析2.1高分子量麦谷蛋白亚基变异情况控制HMW-GS的Glu-1位点有3个等位基因位点，即Glu-Al、Glu-Bl和Glu-Dl。根据参试品种HMW-GS的等位变异及其分布频率（表1）可知，在参试品种中，由Glu-A1基因位点控制的亚基有1、2*和缺失（Null）等3种，由Glu-B1基因位点控制的亚基有7、7+8、17+18和22等4种，由Glu-D1基因位点控制的亚基有2+10、2+11、2+12、5+10和10等5种，即三个基因位点共出现了12种亚基，这些亚基的分布频率有较大差异。2.2高分子量麦谷蛋白亚基对拉面评分指标的简单效应将各参试品种的HMW-GS进行数量化处理后，以HMW-GS作为说明变量（X），与所测定的8个拉面评分指标（Y）分别进行数量化回归分析，可得到8个多元线性回归方程（偏回归系数、复相关系数及决定系数见表2）。HMW-GS对拉面评分指标的偏回归系数反映了它对拉面评分指标的简单效应。从表2可知：Glu-A1位点的1和2*亚基对8个拉面评分指标的简单效应均达到极显著水平，缺失（Null）除对拉面色泽的简单效应不显著外，对其它7个拉面评分指标的简单效应均达到极显著水平，其中1亚基对拉面色泽、适口性、光滑性、食味和总评分的简单效应较大，2*亚基对拉面表观状态、韧性和粘性的简单效应较大。Glu-B1位点，17+18亚基对对拉面韧性和粘性的简单效应达到显著水平，对拉面适口性和总评分的简单效表1供试小麦品种HMW-GS的等位变异及其分布频率Table1Allelicvariationandfrequency