脂氧酶与11S球蛋白双缺失检测方法及种质资源品质评价

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在大豆食品加工过程中,种子中的亚油酸、亚麻酸等多元不饱和脂肪酸,易被种子脂肪氧化酶氧化,产生一些令人不快的腥臭味,是食品加工必须要去除的成分;7S球蛋白亚基中的β-伴大豆球蛋白具有显著降低人体内脏脂肪、血脂、血糖功效,大豆中7S球蛋白含量与11S球蛋白含量呈极显著负相关关系,通过基因聚合育种手段,利用新创立的脂氧酶与11S球蛋白双缺失检测方法,筛选出具有脂肪氧化酶与11S球蛋白亚基双缺失性状,既无豆腥味又具有显著“降三高”生理功效的遗传材料,为高附加值大豆新品种培育提供特异亲本,是本研究主要目标。本研究以脂肪氧化酶(Lox-1、Lox-2、Lox-3)完全缺失的品系“HI8005”、“HI6934”、“Z+7S+I-”为母本,以11S球蛋白亚基(Ⅰ,Ⅱa,Ⅱb)完全缺失的高7S球蛋白含量的遗传材料“NaNa”为父本,分别配制杂交组合,通过人工杂交等基因聚合手段,结合本研究室新开发的ISDS-PAGE改良聚丙烯酰胺凝胶电泳技术,对获得的496粒F2种子11S球蛋白亚基缺失进行鉴定,获得11S球蛋白亚基缺失F2种子11粒,进行营养钵体盆栽,至子叶出土后,真叶展开前,剪取其子叶20mg,利用ISDS-PAGE技术,进行脂肪氧化酶缺失分析鉴定,通过南繁加代,至2018年10月,最终获得了具有脂肪氧化酶与11S球蛋白亚基双缺失特性的F5大豆株系5份,脂肪氧化酶完全缺失株系2份,11S球蛋白亚基缺失株系3份、脂肪氧化酶及11S球蛋白亚基的Ⅰ亚基缺失株系1份。通过对获得的11S球蛋白亚基与脂肪氧化酶双缺失材料、脂肪氧化酶及11S球蛋白亚基单缺失高世代材料进行种子蛋白及氨基酸组分、脂肪及其脂肪酸组分等主要品质性状的分析鉴定,对实验所得数据进行生物统计分析,探究不同亚基缺失对上述主要品质性状产生的影响。本研究得出以下结果:(1)新开发的大豆脂肪氧化酶缺失苗期子叶快速鉴定法,可适用于大豆脂肪氧化酶完全缺失或Lox-1、Lox-2、Lox-3三个同工酶缺失的种质资源及其杂交后代的筛选。有效地解决了传统的播前子叶检测方法因受检种子子叶损伤而无法确保目标种子安全出苗、繁殖后代的难题;(2)脂肪氧化酶与11S球蛋白亚基双缺失供试材料蛋白含量高于对照品种“黑河38”,较后者高出12.45%,脂肪氧化酶与11S球蛋白亚基双缺失供试材料中的7S球蛋白百分含量较黑龙江省大豆主栽品种“黑河38”提升150%,脂肪氧化酶与11S球蛋白亚基双缺失供试材料的赖氨酸含量有明显增加,高于所有对照品种,较对照品种“黑河38”高出10.6%;(3)脂肪氧化酶与11S球蛋白亚基双缺失供试材料脂肪含量低于对照品种“黑河38”,其饱和脂肪酸含量较低,不饱和脂肪酸中油酸含量较高,较对照品种“黑河38”高出24.29%,亚油酸含量与其余对照品种持平;(4)通过对双缺失材料与单缺失材料及其对照品种间的蛋白、脂肪、脂肪酸、氨基酸等含量进行比较分析,不同供试材料间的脂肪、软脂酸、硬脂酸、油酸含量变异较大,为创制不同缺失性状的杂交亲本奠定了物质基础。因此,新开发的大豆脂肪氧化酶缺失苗期子叶快速鉴定法,有效地解决了传统的播前子叶检测方法因受检种子子叶损伤而无法确保目标种子安全出苗、繁殖后代的大豆品质改良育种的瓶颈性难题。利用新方法筛选获得的脂肪氧化酶与11S球蛋白亚基双缺失的材料在蛋白质、赖氨酸、油酸等对人体有益的功能性营养成分含量上,与对照品种比较,具有显著升高趋势,脂肪含量呈下降趋势,可为食品加工专用型高附加值大豆新品种的培育,提供理论依据和特异亲本。
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