探索小麦生物多样性以实现可持续发展：对在干旱生态系统中种植的40个基因型进行生化和蛋白质分析

《Journal of Soil Science and Plant Nutrition》：Exploring Wheat Biodiversity for Sustainable Development: Biochemical and Protein Profiling of Forty Genotypes Grown in Arid Ecosystems

通过近红外光谱和SDS-PAGE分析发现埃及苏赫加省40个小麦土著品种存在显著的生化多样性，其中G1蛋白质含量最高，G5水分最高，G12灰分和纤维含量最高，G14碳水化合物和淀粉含量最高，G28脂质含量最高。蛋白质组成相似性分析显示G9和G10相似度达0.923，而G1、G2、G3高度相似，G9和G3差异显著。该研究为培育抗逆优质小麦新品种提供了重要遗传资源依据。

　　

摘要

目的

采用环保方法提高小麦的抗逆能力和谷物品质，对于促进农业可持续发展和应对全球粮食安全挑战（如气候变化）至关重要。在这方面，对小麦地方品种进行生化特性分析是培育具有高谷物品质和营养价值的新品种的重要步骤。

方法

本研究以埃及索哈格省（Sohag Governorate）作为干旱地区的模型，对40个埃及小麦地方品种（G1-G40）在两个连续的农业季节（2021/2022年和2022/2023年）中的生化多样性进行了探究。近红外（NIR）光谱技术用于测定谷物的化学成分，包括碳水化合物、淀粉、蛋白质和矿物质含量；SDS-PAGE蛋白电泳分析揭示了显著的蛋白质多态性，突显了这些地方品种之间的遗传多样性。通过标准分光光度法测定了叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的浓度，从而了解了谷物的抗氧化潜力。

结果

G1（蛋白质含量%）、G5（水分含量%）、G12（灰分含量%和纤维含量%）、G14（碳水化合物含量%和淀粉含量%）以及G28（脂质含量%）记录了最高数值。根据种子储存蛋白的分析，每个基因型检测到的条带数量在8到19条之间，表明基因型间的遗传多样性存在差异。值得注意的是，基因型G9和G10的相似系数高达0.923，表明它们的种子储存蛋白具有相似的分子特征。高度相似的基因型（如G1、G2和G3）聚集在相似性最高的区域，显示出几乎相同的种子储存蛋白谱型。而不同的基因型（如G9和G3）在系统发育树中较早分叉，表明它们的种子储存蛋白谱型存在显著差异。

结论

观察到的生化变异性凸显了埃及小麦地方品种在育种计划中的潜力，这些育种计划旨在提高谷物的营养价值、抗逆能力和工业适用性。这些发现为生物多样性保护以及培育适应现代农业需求的气候智能型小麦品种提供了重要见解。