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《中国科学院研究生院(成都生物研究所)》 2007年
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小麦高分子量谷蛋白新亚基因1Dx5'的克隆与分子标记

任燕  
【摘要】: 小麦是世界第一大粮食作物,而HMW-GS是直接影响小麦品质的重要因子。我国小麦面粉的烘烤品质普遍较差,这与我国品种缺少优质的HMW-GS有关,因此创造与发掘新的优质谷蛋白亚基编码基因,并开展相关生化、农学、分子生物学等方面研究、探讨优质的分子机理,对于培育优质小麦新品种具有重要意义。 W958是我们培育的种间远缘杂交(T.durum Desf.×T.aestivum L)优良品系,该品系在1D染色体上具有父母本没有的新型亚基,由于此亚基在SDS-PAGE电泳中具有和1Dx5亚基一样的电泳迁移率,因此我们将该亚基命名为1Dx5’亚基。为了进一步从分子水平确证该亚基为新亚基和在育种中利用该亚基,本研究对该亚基的遗传规律、基因分子结构、品质特性和农艺性状等进行了分析。结果表明1Dx5’亚基在品质上与1Dx5亚基一样优质,对于品质的贡献大于1Dx2亚基。1Dx5’亚基具有特异的遗传规律,在分离群体中,此亚基占有极大的比例,该特性十分有利于将其导入高产小麦遗传背景中。 此外,本研究扩增出了1Dx5’亚基基因的启动子区域、N—端区域和部分中间重复区域,并比较了1Dx5’和传统的1Dx5、1Dx2亚基在此区域氨基酸序列。结果进一步证明了1Dx5’是一个新的基因。通过蛋白质结构模拟分析,认为1Dx5’亚基的优良特性可能是由于1Dx5’亚基的的中部重复区域能形成分子间较强的氢键,加大了分子间的相互作用,使1Dx5’亚基的面团具有优良的品质,这为1Dx5’亚基的应用提供了理论基础。同时,本研究还设计用于区分1Dx5’和1Dx5等位基因的分子标记,解决了利用SDS-PAGE生化标记难以将二者区分的问题。
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