硬粒小麦—节节麦合成小麦的低分子量谷蛋白基因的克隆与序列分析

论文摘要

小麦低分子量谷蛋白亚基（LMW-GS）的类型和数量对小麦面粉的加工品质有重要的影响。已从普通小麦、硬粒小麦、栽培一粒小麦,野生一粒小麦和节节麦等物种中分离的LMW-GS基因序列揭示了其编码区长度在1000 bp左右,不含内含子,在N、C端核苷酸组成上具有保守性,为通过PCR方法分离单个LMW-GS基因提供了可能。本研究选取一个四川农业大学小麦研究所合成的硬粒小麦-节节麦合成小麦SHW-Z1作为研究材料。本文以根据Glu-D3位点基因编码的低分子量谷蛋白亚基基因序列设计的PCR引物,对来源于SHW-Z1的6个LMW-GS基因进行克隆和测序分析,获得的主要结果如下:1.以普通小麦Glu-D3位点基因编码的LMW-GS基因序列设计的PCR引物扩增SHW-Z1的总DNA,获得了两条长度分别约950 bp和1010 bp的片断。与预期的LMW-GS基因编码区的长度接近。2.将这两个片断克隆和测序,共获得了6个不同的亚基序列x-1、x-2、x-3、d-15、d-17和d-21。6个亚基基因序列编码区核苷酸长度分别为897 bp、897 bp、915 bp、1011 bp、1053 bp和960 bp。x-3、d-15与d-17具有单一完整的开放阅读框（ORF）,可分别编码304、336和350个氨基酸残基的成熟蛋白。x-1、x-2与d-21由于在编码区中存在提前终止密码子,为不能编码成熟蛋白质的假基因。3.序列比较分析显示:这6个序列与小麦族物种的LMW-GS序列有很高的相似性,可以表明其为低分子量谷蛋白亚基序列。x-1、x-2、x-3和d-15可能由Glu-D3基因位点编码,d-15可能由Glu-B3位点基因编码,但d-17所在的基因位点无法确定。4.x-3、d-15和d-17分别与GenBank中登录的LMW-GS序列DQ457417、AB062852和Y14104有较高的一致性,且序列结果非常相似。推测它们有类似的品质功能。但是,x-3全序列只含有7个半胱氨酸残基,这将对面粉品质产生影响。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 文献综述
• 1.1 小麦种子的蛋白质组成
• 1.2 小麦低分子量谷蛋白亚基研究进展与分类
• 1.2.1 小麦低分子量谷蛋白亚基研究进展
• 1.2.2 小麦低分子量谷蛋白亚基分类
• 1.3 小麦低分子量谷蛋白亚基染色体定位
• 1.4 小麦低分子量谷蛋白亚基结构特征
• 1.5 小麦低分子量谷蛋白亚基对品质特性影响
• 1.6 小麦低分子量谷蛋白亚基基因的分子克隆
• 1.7 小麦近缘属植物
• 1.7.1 小麦近缘属中的LMW-GS基因
• 1.8 合成六倍体小麦及其在小麦育种中的应用
• 1.9 本研究的目的与意义
• 2 材料与方法
• 2.1 材料
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 基因组DNA提取
• 2.2.2 基因组DNA的PCR扩增
• 2.2.2.1 LMW-GS基因编码区的扩增
• 2.2.2.2 PCR产物回收、纯化
• 2.2.2.3 目的片断的T载体连接
• 2.2.2.4 感受态细胞制备
• 2.2.2.5 转化大肠杆菌
• 2.2.2.6 阳性克隆筛选
• 2.2.2.7 DNA序列测定与分析
• 3 结果与分析
• 3.1 POR扩增、目的片断回收与T载体克隆
• 3.2 LMW-Gs基因及推导的氨基酸序列分析
• 3.2.1 DNA序列一致性比较
• 3.2.2 推导的氨基酸序列比较
• 3.3 与已知LMW-GS的相似性比较
• 4 讨论
• 4.1 6个LMW-GS基因序列类型及特点
• 4.2 x-3、d-15和d-17的LMW-GS序列结构与品质的关系
• 参考文献
• 致谢
• 在读期间发表的学术论文