云南小麦低分子量谷蛋白基因克隆及序列分析

论文摘要

小麦低分子量谷蛋白亚基（LMW-GS）约占种子贮藏蛋白的1/3,与高分子量谷蛋白亚基（HMW-GS）通过分子间二硫键形成谷蛋白聚合体,对小麦的加工品质有重要的影响。云南小麦（T. aestivum ssp.yunnanense King,AABBDD,2n=6x=42）是我国云南省特有的小麦种质资源,具有耐寒、耐瘠、抗条锈病、抗穗发芽等优异农艺性状,以及蛋白质含量高和品质好的优异品质性状,此外它还在普通小麦的起源和分类上有重要的研究价值。LMW-GS基因编码区不含有内含子,在N-和C-末端序列高度保守。由此,我们设计一对兼并引物（P1和P2）,提取云南小麦YN11的基因组DNA,进行PCR扩增反应,得到长度约为900 bp和1100 bp的两条DNA片段,克隆测序后获得3个不同的LMW-GS基因序列,LMWYN-1、LMWYN-2和LMWYN-3。LMWYN-1和LMWYN-2编码区长度分别为1056 bp和960 bp,可分别编码330和299个氨基酸残基的成熟蛋白,而LMWYN-3由于在编码区存在3个提前终止密码子,不能编码成熟的蛋白质。这3个LMW-GS基因差异主要表现在重复区,而重复单元的不同及重复单元的插入和缺失又是造成序列大小差异的主要原因。根据N-末端氨基酸序列,三者都属于LMW-m型。序列一致性分析显示,这3个序列与小麦族物种的LMW-GS氨基酸序列有较高的一致性,可以表明其为LMW-GS基因。对其进行二级结构预测,预测结果显示,LMWYN-2的β-转角含量相对较高,这说明其可能为候选的优质基因。系统进化分析表明,LMWYN-1和LMWYN-3可能是由Glu-D3位点编码的基因,而LMWYN-2可能是由Glu-B3位点编码的基因。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 小麦低分子量谷蛋白研究进展
• 1.2 云南小麦研究进展
• 1.3 本研究的目的及意义
• 2 材料与方法
• 2.1 实验材料及试剂
• 2.2 实验方法
• 3 结果与分析
• 3.1 LMW-GS 基因的PCR 克隆与测序
• 3.2 序列一致性分析
• 3.3 LMW-GS 基因的序列比较与分析
• 3.4 LMW-GS 基因编码蛋白质的氨基酸组成分析
• 3.5 LMW-GS 基因编码蛋白质二级结构的预测
• 3.6 LMW-GS 基因的系统进化分析
• 4 讨论
• 4.1 LMW-GS 基因的分子克隆
• 4.2 LMWYN-1、LMWYN-2 和LMWYN-3 的类型
• 4.3 LMWYN-1、LMWYN-2 和LMWYN-3 的染色体定位
• 4.4 LMWYN-1、LMWYN-2 和LMWYN-3 的序列结构与品质关系
• 4.5 LMW-GS 二级结构的预测
• 5 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 攻读硕士学位期间发表的论文