啤用大麦籽粒混浊敏感蛋白的基因型差异和环境效应研究

啤酒混浊是一个严重的品质问题，它的发生与啤用原料大麦籽粒中存在的特异混浊蛋白有密切关系，减少混浊蛋白含量可一定程度上减轻啤酒的混浊发生。本研究首先以蛋白质组分不同的近200份大麦种质为材料，明确混浊蛋白含量的基因型差异及其与蛋白质组分和beta-淀粉酶活性的关系，进而选择混浊蛋白含量不同的大麦品种8-10个，分别种在南方冬麦区8个地区，明确混浊蛋白质的基因型和环境互作效应；同时以混浊蛋白含量差异明显而物候期相仿的两个品种为材料，在大田和人工环境控制条件下研究主要环境因子（温度、光照和水分）和农艺因素（氮肥用量和运筹、收获时间等）对大麦籽粒混浊蛋白含量的影响；并在田间和实验室分别研究大麦籽粒成熟和发芽期间的混浊蛋白合成与积累动态及激素调控作用。本研究结果将丰富或刷新国内外有关啤酒大麦品质形成规律的理论，可为优质啤用大麦育种和栽培提供理论依据和技术指导。

首先利用SDS-PAGE和免疫印迹法对172份西藏野生大麦和71份栽培大麦进行混浊蛋白的分离与鉴定，结果在供试的西藏野生大麦中，104份为SE+ve类型，68份为SE-ve类型；在71份栽培大麦中，有35个为SE+ve类型，36个为SE-ve类型。基于大麦混浊敏感蛋白（SE蛋白）是一种胰蛋白酶抑制物前体（BTI-CMe），分析了BTI-CMe等位基因在不同大麦基因型中的多样性，经关联分析，发现3个SNP与SE类型显著相关；利用等位基因特异PCR技术对81份供试大麦基因型进行SE蛋白的基因分型研究，发现SNP分型结果与Western blotting的筛选结果吻合度达到97.53%，从而为育种提供了相关的分子标记；利用遗传转化技术，分析了不同类型BTI-CMe蛋白（SE蛋白）对啤酒浊度的影响，发现不同单倍型之间存在着明显差异。根据已构建的DH群体（亲本Yerong，SE-ve和Franklin，SE+ve），将SE蛋白基因BTI-CMe的基因定位在3H染色体上的BPB-0527 (33.302 cM) 处；同时，对混浊敏感蛋白和酒精冷混浊（Alcohol-chilling haze degree, ACHD）进行QTL定位，鉴定到与各性状相关联的QTL位点。本项目还以4个大麦品种为材料，研究了氮肥用量和运筹对混浊指标的影响，结果发现氮肥运筹间各混浊性状存在极显著差异，施用穗肥明显增加啤酒的混浊度。