论文摘要
淀粉特性是影响小麦品质的重要因素之一,小麦Wx-A、Wx-B和Wx-D基因的突变会导致Wx-A、Wx-B和Wx-D蛋白的相应缺失并且对小麦淀粉的特性造成一定的影响。本文以小麦品种8901为材料,经1.0%EMS诱变后,通过I2-KI染色和1D-SDS-PAGE电泳技术对后代籽粒进行了淀粉合成酶类突变体的筛选,并对筛选到的部分Wx基因突变体材料进行了突变分子机制和淀粉特性等的研究,主要研究结果如下:小麦籽粒经EMS诱变后播种于田间,收获M2代籽粒并对其进行筛选,用I2-KI染色筛选共获得2粒染色后为红棕色的籽粒,判断它们为Wx基因位点突变的糯小麦（记为Wx-1,Wx-2）,用1D-SDS-PAGE电泳技术筛选共获得5粒Wx-A蛋白缺失突变体（记为Wx-A-1～5）和7粒SGP-1B蛋白缺失突变体（记为SGP-1B-1～7）。将上面筛选出的突变体材料春化后种于田间,收获得到Wx-1、Wx-A-5、SGP-1B-3、SGP-1B-4的单株,并对它们的M3和M4代籽粒提淀粉粒后进行1D-SDS-PAGE电泳验证,结果表明,Wx-1为Wx-A、Wx-B和Wx-D蛋白完全缺失突变株,Wx-A-5为Wx-A蛋白缺失突变株,SGP-1B-3,SGP-1B-4为SGP-1B蛋白缺失突变株,它们的后代均无恢复突变现象。本实验主要针对Wx蛋白缺失突变体进行突变分子机制的研究,主要研究了Wx-1的突变分子机制,根据网上公布的Wx-A、Wx-B、Wx-D基因序列,共设计了了13对特异性引物,对Wx-1和8901野生型的Wx-A、Wx-B、Wx-D基因进行分段克隆,拼接后得到它们的完整基因序列,得到了Wx-1的Wx-A,Wx-B和Wx-D基因的完整序列（获得Genbank登陆号分别为EU719609,EU719611,EU719613）,将其分别与相应得到的野生型的Wx-A,Wx-B和Wx-D基因的序列（获得Genbank登陆号分别为EU719608,EU719610,EU719612）进行比对。结果表明,Wx-A基因在第一内含子起始处有大约16bp的片段缺失,这将会导致转录的RNA无法剪切从而使蛋白无法表达;Wx-B基因有四个错义突变这将导致产生部分降低活性和异质组分的蛋白质;Wx-D基因在第四外显子处有一个无义突变,提前出现终止信号导致多肽链合成将提前终止,所产生的蛋白质大都失去活性或丧失正常功能,这些是分别导致Wx-A、Wx-B和Wx-D蛋白缺失的主要原因。经半定量RT-PCR,电泳结果表明Wx-1的Wx基因基本没有表达,RNA转录水平降低或者几乎没有转录出RNA。Waxy蛋白是直链淀粉合成过程中起关键作用的酶,研究测定并比较了Wx-A-5,Wx-1和8901野生型的直链淀粉含量,野生型的直链淀粉含量为17.22%,突变体Wx-1的直链淀粉含量为0.22%,Wx-A-5的直链淀粉含量为15.18%。通过扫描电镜观察淀粉粒的超微结构图,发现Wx-1和Wx-A-5与野生型相比在淀粉粒结构和大小上没有明显区别。