小麦高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)是决定面粉加工品质的重要因子，不同HMW-GS对加工品质的贡献有所不同。研究HMW-GS与小麦加工品质的关系有多种方法，其中以近等基因系为实验材料的方法最为理想，这样可以在同一背景下揭示HMW-GS对加工品质的贡献，结论也最为真实。　　 本研究的主要内容为两部分，第一是利用EMS诱变的方法得到了优质小麦品种小偃54的所有高分子量麦谷蛋白单亚基缺失突变体，以期通过多代回交、互交和选择得到一套不同HMW-GS组成的近等基因系，为深入研究小偃54中单个亚基及不同亚基之间的互作对其加工品质的贡献奠定基础；第二是对优质小麦品种小偃54HMW-GS1By15缺失机理及其对加工品质的贡献进行了分析。　　 经EMS诱变处理后共获得440个M1植株，通过SDS-PAGE对M1植株的种子即M2代进行突变体筛选，共得到73个HMW-GS突变体，其中有67个是HMW-GS缺失突变体。这67个HMW-GS缺失突变体包含了小偃54 Glu-1位点的所有亚基，其中缺失1Ax1亚基的有1粒；缺失1Bx14和1By15亚基的均为9粒；缺失1Dx2和1Dy12亚基的分别为30和18粒。从2004到2007年，突变体植株经套袋自交，目前已经得到了M5代的种子。　　 小偃54的5个HMW-GS缺失突变体的检出率不同。1Ax1亚基缺失突变体的检出率为0.29％；1Bx14和1By15亚基缺失突变体的检出率分别为0.86％和1.15％；1Dx2和1Dy12亚基缺失突变体的检出率较高，分别为2.30％和1.44％。分别以5种类型亚基缺失突变体的M2代种子为父本，野生型小偃54为母本进行回交，在所获得的杂种BC1F1中，这5种类型亚基都恢复了正常表达。杂种一代自交所收获的BC1F2种子中，亚基表达和沉默的比例符合3∶1分离比，说明5种类型亚基缺失突变是隐性突变，且均为单基因控制。为了消除其它位点可能突变的影响，将各突变体与野生型小偃54进行多代回交，到今年为止，已经得到了5种类型亚基缺失突变体的BC2F2代种子。　　 为了研究1By15亚基缺失的机理，分别对mb15突变体中的1By15基因5侧翼序列和基因编码区进行了扩增。以野生型小偃54为模板，扩增得到1471bp的1By155侧翼序列，同Glu-1B-1位点其它基因(1By9和圆锥小麦的1By)5侧翼序列相比，发现它们的相似度高达99％，具有保守的增强子序列、N motif、E motif和G-box like序列。同1Ay、1Dx5、1Bx14的5侧翼序列相比，1By15的5侧翼序列并没有MITE元件的存在。　　 比较了野生型和突变型的1By15基因5侧翼序列，并未发现碱基差异，而且瞬时表达结果证实该侧翼序列可以启动GUS基因在小麦未成熟胚乳中的表达，从而排除了由于启动子发生突变而导致1By15基因表达被阻断的可能性。　　 在野生型小偃54中扩增得到2120bp1By15基因编码区序列，与genbank中公布的1By15基因序列略有不同，二者在核苷酸序列上存在三处单碱基差异(A55G、A930G和A990T)和一处碱基缺失：5CAGGACAAGGGCAACAA3。在氨基酸水平上：930bp和990bp处虽然在核苷酸序列上存在G/A和A/T变化，但由于三联体密码的兼并性，所编码的氨基酸没有变化；55bp处G/A的转换导致所编码的氨基酸由丙氨酸(Ala)成为苏氨酸(Thr);1766-1784缺失的18个碱基，翻译成氨基酸是GQGQQS短肽。　　 以mb15突变体为模板扩增得到的1By15基因长度同野生型一致，在核苷酸序列上与野生型有一个碱基的差异：C1780 T，在基因的中间重复区引入一个终止密码子。将突变的1By15 ORF同g加基因编码区相连形成融合蛋白，基因枪瞬时转化洋葱表皮细胞，镜检观察，未发现GFP活性，而野生型1By15 ORF与gfp形成的融合蛋白能够正常表达。表明突变体基因编码区序列的改变，即产生的终止密码子是导致mb15突变体1By15亚基缺失的原因。RT-PCR分析结果显示，在mb15突变体的未成熟种子中可以检测到1By15基因的正常转录。理论上，突变的1By15基因可能形成一段截短的多肽链，分子量大小约为62.1kDa，但SDS-PAGE结果证实，在mb15突变体中没有检测到截短多肽链的存在，这可能是由于形成的多肽链缺乏C端，不能形成稳定的二级结构，在胚乳细胞中合成后迅速降解。　　 为了考察1By15亚基对小偃54面粉加工品质的作用，分析比较了mb15突变体与野生型小偃54之间的品质性状差异，发现在1By15亚基缺失的情况下，与对照相比，总蛋白含量和湿面筋含量有所增加，而面团的形成时间和稳定时间缩短。Mb15突变体的品质测定是M4、M5两代的结果，在M4代，Mb15突变体在沉降值上比同年种植的野生型小偃54增加5.5％，而在M5比野生型降低7.7％，需要做进一步的重复实验。在M4代，mb15突变体的粉质质量参数是58，而同一年种植的野生型是65，二者相差7。总的说来，1By15亚基对小偃54面粉在面团形成时间和稳定时间上是有一定贡献的。