论文摘要
本文根据已报道的小麦α-、γ-和ω-醇溶蛋白基因保守区序列，分别设计特异引物，采用PCR克隆的方法，对小麦新品种“川农16”、“良麦2号”和“良麦3号”的相应序列进行克隆测序与分析，其主要结果如下：1．从3个供试材料中克隆到11条不同的α-醇溶蛋白基因序列。其中从“川农16”中所得序列α-CN16-6（GenBank登录号：DQ246449）、α-CN16-9（DQ246446）、α-CN16-12（DQ246447）和α-CN16-14（DQ246448），其长度分别为852bp、861bp、870bp和900bp；从“良麦2号”中得到α-LM2-12（DQ417343）、α-LM2-14（DQ417344）和α-LM2-17（DQ417345），其长度分别为942、852和921bp；从“良麦3号”中得到α-LM3-5、α-LM3-11、α-LM3-12和α-LM3-16（暂未登录），其长度分别为861bp、876bp、858bp和861bp。其中序列α-CN16-6和α-LM2-14为假基因。进一步分析表明，所有序列均具有典型的α-醇溶蛋白基因结构，其重复区开头可分出5个氨基酸残基的N-末端，根据密码子可推导出较为一致的重复单元PF／YPQPQ，重复区主要差异在于重复单元PFPQPQL在不同基因出现频率不同。所有序列的两个多聚谷氨酰胺区除谷氨酰胺外还有其余氨基酸出现，密码子大多是第1个碱基的替换。在特征区6个保守的半胱氨酸残基中，α-CN16-6的第4个半胱氨酸残基被精氨酸（R）所替代，α-CN16-6、α-CN16-12、α-CN16-14和α-LM2-14在特征区Ⅱ的前端均有额外的半胱氨酸残基代替了原来的丝氨酸（S），使半胱氨酸残基数变为奇数。相对其它两个品种，“川农16”中所得序列出现多余半胱氨酸的频率较高，表现出独特性。2．从“川农16”中克隆到6条不同的γ-醇溶蛋白基因序列，分别命名为γ-CN16-1、γ-CN16-3、γ-CN16-4、γ-CN16-5、γ-CN16-20和γ-CN16-24，其长度分别为1335bp、1360bp、1403bp、1359bp、1359bp和1360bp。所有序列包含了完整编码区以及部分5’、3’基因旁侧序列。其中序列γ-CN16-1和γ-CN16-3含有提前终止密码子，均为假基因。序列分析表明，5’旁侧序列上有一致的几个“TATA”元件，3’旁侧序列有一个可能的多聚腺嘌呤信号，在基因编码区具有典型γ-醇溶蛋白基因的结构特征，重复区可划分出较为一致的重复单元PFPQ1-2（PQQ）1-2，且重复单元长度变化较大。在多聚谷氨酰胺区各序列长度差异也较大。序列γ-CN16-3在重复区有1个多余半胱氨酸残基，使半胱氨酸总数变为奇数，而其它序列只有8个保守的半胱氨酸残基。序列比对可以看出，所得序列与小麦属各物种γ-醇溶蛋白基因的相似性较高，而与来源于黑麦γ-seealin基因的相似性只有50％左右。3．从“川农16”中克隆到1条完整的ω-醇溶蛋白序列ω-CN16-63（GenBank登录号：EF116277），其长度为1080bp，为假基因。同时获得4条基因片段，分别为ω-CN16-3、ω-CN16-60、ω-CN16-64和ω-CN16-75，其中ω-CN16-3有提前终止密码子，ω-CN16-60发生了移码突变。从“良麦2号”获得1条完整序列和1条基因片段，分别命名为ω-LM2-7（GenBank登录号：EF116278）和ω-LM2-14。ω-LM2-7基因全长1158bp，为假基因。序列分析表明，所得基因和基因片段都属ω-2型，其重复区的脯氨酸含量约30％，谷氨酰胺含量超过40％，其中基因ω-LM2-7谷氨酰胺含量高达44.8％。序列重复单元长短不一，氨基酸变化丰富，但都有较为一致的重复单元PFPQ1-2（PQQ）1-2以不同频率连续出现。序列均没有可形成分子内或分子间二硫键的半胱氨酸残基。进一步序列比对表明，它们与来源于普通小麦和山羊草的ω-醇溶蛋白基因相似性很高，与来源于大麦的C-hordein基因和来源于黑麦的ω-secalin基因的相似性也达到70％。