小麦LMW-GS基因克隆、类群划分及其特异分子标记开发研究

论文摘要

小麦LMW-GS是重要的种子贮藏蛋白，与品质关系密切。本文在对小麦LMW-GS基因克隆的基础上，结合已有信息对LMW-GS基因家族进行了分类与染色体定位，并针对各类基因开发染色体组特异性分子标记。主要研究结果如下： 1．小麦LMW-GS基因的分子克隆 根据已知LMW-GS基因保守序列设计引物，采用PCR法从小麦品种川农16、川麦42以及中国特有西藏半野生小麦中克隆了6个LMW-GS新基因：LMWCN16-1、LMWCN16-2、LMWCM42-1、LMW908-1、LMW908-2及LMW908-3，其基因登录号分别为AY296752、AY296753、DQ415644、AY299458、AY299457及AY299459，其中LMWCN16-1和LMW908-3由于存在提前终止密码子，推测为假基因。LMWCN16-2和LMW908-1中与已知LMW-GS的主要差异为部分位置的氨基酸替换，而LMWCM42-1和LMW908-2则与已报道的LMW-GS基因及预测蛋白的一级结构存在较大差异，可能对谷蛋白多聚体形成有一定影响。 2．LMW-GS基因的类群划分与染色体定位 通过对从数据库下载的69个LMW-GS基因进行推导氨基酸序列比对及聚类分析发现，根据其高度保守的N末端推导氨基酸序列，可将这69个基因划分成9种类群。根据DNA序列比对结果，针对各类基因共设计了11对引物，利用中国春第1同源群双端体系的总DNA进行PCR扩增来对各类基因进行染色体定位分析。结果发现，9对引物为LMW-GS基因类群特异性引物。9类基因都具有唯一的染色体位置，其中3类基因位于染色体1AS上，2类基因位于1BS上，而染色体1DS上分布有4类

论文目录

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• 摘要
• Abstract
• 第1章 小麦低分子量谷蛋白研究概述
• 1.1 LMW-GS的发现与分类
• 1.2 典型的LMW-GS
• 1.3 小麦LMW-GS的染色体定位
• 1.4 小麦近缘属种中的LMW-GS基因
• 1.5 LMW-GS基因的克隆
• 1.6 LMW-GS的基因及多肽结构
• 1.7 LMW-GS对品质特性的影响
• 第2章 小麦LMW-GS基因的分子克隆
• 2.1 前言
• 2.2 材料和方法
• 2.2.1 植物材料
• 2.2.2 基因组DNA提取
• 2.2.3 PCR引物设计、扩增基因组DNA及电泳分析
• 2.2.4 PCR产物回收、纯化
• 2.2.5 目的片段的T载体连接
• 2.2.6 感受态细胞的制备
• 2.2.7 转化大肠杆菌
• 2.2.8 阳性克隆筛选
• 2.2.9 序列测定与比较分析
• 2.3 结果与分析
• 2.3.1 PCR扩增、目的片段克隆和测序
• 2.3.2 LMW-GS基因序列分析
• 2.3.3 与已知LMW-GS基因的相似性比较
• 2.4 讨论
• 第3章 小麦LMW-GS基因的类群划分和染色体定位
• 3.1 前言
• 3.2 材料和方法
• 3.2.1 植物材料
• 3.2.2 LMW-GS基因序列发获取与筛选
• 3.2.3 序列分析
• 3.2.4 DNA提取及PCR扩增
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 LMW-GS基因及序列分析
• 3.3.2 LMW-GS基因的类群划分及染色体定位
• 3.3.3 LMW-GS基因类群特异引物在二倍体物种中的扩增
• 3.4 讨论
• 第4章 小麦LMW-GS基因5'侧翼序列染色体组特异性DNA变异分析及验证
• 4.1 前言
• 4.2 材料和方法
• 4.2.1 植物材料
• 4.2.2 LMW-GS基因5'侧翼序列的获得与分析
• 4.2.3 植物总DNA提取、PCR扩增、DNA测序及序列分析
• 4.3 结果与分析
• 4.3.1 LMW-GS基因5'侧翼序列的获得
• 4.3.2 LMW-GS基因5'侧翼区序列分析
• 4.3.3 类群特异引物设计及染色体定位分析
• 4.3.4 DNA片段的克隆测序
• 4.4 讨论
• 4.4.1 LMW-GS基因5'侧翼序列的保守性及特异性
• 4.4.2 染色体组特异性SNP位点
• 4.4.3 LMW-GS基因家族的复杂性及基因组特异引物的应用
• 第5章 二倍体小麦LMW-i基因的遗传变异分析
• 5.1 前言
• 5.2 材料和方法
• 5.2.1 植物材料
• 5.2.2 DNA提取
• 5.2.3 PCR引物
• 5.2.4 PCR扩增及产物检测
• 5.3 结果与分析
• 5.3.1 LMW-i基因长度变异的PCR检测
• 5.3.2 不同A基因组小麦的LMW-i基因变异
• 5.4 讨论
• 参考文献
• 致谢
• 在读期间发表论文