收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

野生二粒小麦低分子量谷蛋白基因的克隆与序列分析

李倩  
【摘要】:小麦贮藏蛋白中的高分子量谷蛋白亚基(High molecular weight glutenin subunits,HMW-GS)和低分子量谷蛋白亚基(Low molecular weight glutenin subunits, LMW-GS)是决定小麦面粉品质优劣的重要因素。低分子量谷蛋白亚基占总的小麦谷蛋白的40%,对面团的延展性和食品加工品质有重要影响,是小麦品质改良的主要目标之一。野生二粒小麦(Triticum dicoccoides L., AABB)是普通小麦(T. aestivum L., AABBDD)染色体组的供体祖先种,蛋白质含量高(20%-40%)、遗传变异丰富,是小麦品质进行改良的重要基因资源库。克隆和分析野生二粒小麦的低分子量谷蛋白基因,可以丰富低分子量谷蛋白的基因资源,对更深入的了解贮藏蛋白的基因结构和功能的关系有重要的意义。本研究利用面粉品质参数(面团稳定时间最长,弱化度最低)较好的野生二粒小麦J129为材料,根据已知的LMW-GS基因编码区的保守序列设计一对特异引物,利用AS-PCR技术对野生二粒小麦J129低分子量谷蛋白亚基的基因进行克隆和序列分析,结果如下: (1)从J129中克隆了10个独特编码区的LMW-GS基因(LMWTD1~LMWTD-10),其中,LMWTD-5~LMWTD-10基因在编码区存在提前终止密码子,推测其为假基因,LMWTD-1~LMWTD-4为具有完整开放阅读框的基因,可以分别编码294、307、301和294个氨基酸;克隆基因与已知的LMW-GS基因具有较高的相似性(高达99%),均为LMW-GS基因家族的新成员。LMWTD-1~LMWTD-4的GenBank注册序列号为KJ666139、KJ666137、KJ666138、KJ666140。 (2)由基因LMWTD-1~LMWTD-4的核苷酸序列推导出的氨基酸序列的N-末端序列均以甲硫氨酸(m)开端,表明这四个功能基因编码的蛋白均属于LMW-m型。根据四个功能基因推导的氨基酸序列计算出的成熟蛋白质的分子量,它们又均属于C-型蛋白亚基编码基因。与已知的LMW-GS基因进行序列比较,克隆的四个基因均具有LMW-GS典型的结构特点,编码区依次由信号肽、N-末端、重复区、C-末端组成,其中,LMWTD-3和LMWTD-4均有8个半胱氨酸残基,LMWTD-1和LMWTD-2亚基均含有7个半胱氨酸残基,半胱氨酸含量是偶数(8)的LMW-GS是蛋白质亚基聚合链的延伸者,对面粉的品质会产生有利影响,推测,LMWTD-3、LMWTD-4可能是优质面粉候选基因。 (3)本实验采用PSIPRED3.0二级结构预测方法,预测结果显示:LMWTD-1~LMWTD-4的α-螺旋和β-折叠在LMW-GS中的位置是相对保守的,主要位于信号肽和C-末端,少量的α-螺旋和不规则卷曲构成了N-末端,大多数无规则卷曲位于重复区和C-末端,少量的β-折叠出现在C-末端。克隆的四个基因中富含的α-螺旋大小不一,与无规则卷曲间断的排列于重复区和C-段区,这种排列方式非常有利于LMW-GS空间构型的致密化。二级结构预测可为揭示分子功能提供有价值的参考。 (4)利用获得的4个功能基因与已定位于1A、1B染色体上的56个小麦属低分子量谷蛋白基因,根据它们编码的氨基酸序列进行同源聚类分析,结果表明:低分子量谷蛋白基因存在明显的基因组特异性,A基因组和B基因组来源的低分子量谷蛋白基因聚成A、B两大组群,LMWTD-1、LMWTD-3、LMWTD-4与A组来源的的部分小麦属低分子量谷蛋白基因有较高的同源性,聚在一个分支,LMWTD-2与B基因组来源的小麦属低分子量基因聚在另一个分支,推测,LMWTD-1、LMWTD-3、LMWTD-4位于1A染色体上,属于Glu-A3位点编码基因,LMWTD-2位于1B染色体上,属于Glu-B3位点编码基因。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 于伟丽;;野生二粒小麦及其在普通小麦改良中的应用研究进展[J];山东农业科学;2009年09期
2 杨丽娟;马华平;赵宗武;;野生二粒小麦分子生物学研究现状及其在育种中的应用[J];江西农业学报;2011年02期
3 李保云,解超杰,尤明山,毛善锋,刘广田;野生二粒小麦高分子量谷蛋白亚基的多态性分析[J];麦类作物学报;2002年03期
4 时津霞,乔永利,杨庆文,何蓓如,吉万全,翁跃进;以色列野生二粒小麦(Triticum dicoccoides)耐盐性鉴定[J];植物遗传资源学报;2004年04期
5 任志龙;吉万全;张宏;;高产抗病小麦新品种陕麦139[J];中国种业;2007年05期
6 程剑平;严俊;Yitzhak Gutterman;;野生二粒小麦种子休眠特性分析[J];麦类作物学报;2008年04期
7 程剑平;严俊;王莹;Y.Gutterman;;野生二粒小麦物候期与主要农艺性状特征研究[J];西南农业学报;2008年05期
8 余丹凤;严俊;薛文韬;蹇黎;张以忠;秦小军;程剑平;;以色列野生二粒小麦在黔西北的物候期及农艺性状研究[J];现代农业;2011年04期
9 许云峰;许红星;安调过;;野生二粒小麦及其后代富含微量营养元素种质资源的筛选鉴定[J];中国生态农业学报;2011年05期
10 周海鹏;郑慧敏;张素勤;程剑平;张庆勤;;以色列野生二粒小麦的核型分析[J];江苏农业科学;2012年01期
11 张大乐;李黎;方圆;苏亚蕊;李玉阁;李锁平;;野生二粒小麦高分子量谷蛋白亚基组成的多态性研究[J];河南大学学报(自然科学版);2012年03期
12 江斌;王际睿;魏育明;颜泽洪;郑有良;;野生二粒小麦α-淀粉酶抑制因子编码基因序列分析[J];四川农业大学学报;2006年03期
13 胡云;徐如宏;程剑平;;野生二粒小麦高分子量谷蛋白亚基组成的研究[J];安徽农业科学;2008年01期
14 卢霖;谢震泽;高利艳;王轲;晏月明;;野生二粒小麦高分子量谷蛋白亚基等位变异分析[J];首都师范大学学报(自然科学版);2009年01期
15 梁强;严俊;黄丽丽;Fahima T;程剑平;;野生二粒小麦苗期及成株期对条中32的抗性表现[J];贵州农业科学;2009年06期
16 程剑平;梁强;严俊;黄丽丽;T. Fahima;;以色列地中海沿岸野生二粒小麦苗期抗条锈性的鉴定与分析[J];麦类作物学报;2009年06期
17 ;新消息[J];麦类作物学报;1985年02期
18 张庆勤,陈庆富,肖建富;野生二粒小麦与野生燕麦远缘杂交研究[J];种子;1991年02期
19 储诚艮,冯祎高,陈佩度;将野生二粒小麦的大粒和籽粒高蛋白质含量性状向普通小麦转移[J];南京农业大学学报;2001年02期
20 解超杰,孙其信,杨作民;以色列野生二粒小麦苗期抗病性鉴定[J];麦类作物学报;2003年02期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 李辉;黄丽丽;康振生;;Yr36同源基因与条锈菌互作的组织学及活性氧迸发特征研究[A];中国植物病理学会2011年学术年会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 董攀;以色列野生二粒小麦遗传多样性及模式种短柄草幼苗和根系研究[D];四川农业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郑雯;野生二粒小麦1Ay高分子量谷蛋白亚基的分子克隆及其“表达—沉默”机理探讨[D];四川农业大学;2008年
2 邓梅;野生二粒小麦抗病基因同源序列的克隆及其分子标记的开发和鉴定[D];四川农业大学;2009年
3 李平;利用野生二粒小麦优异基因创制小麦高产、优质育种新材料的研究[D];四川农业大学;2009年
4 梁强;以色列野生二粒小麦抗条锈性鉴定与遗传分析[D];贵州大学;2009年
5 张翠炫;野生二粒小麦硒营养基因型筛选及铁、锌高效的育种利用[D];贵州大学;2009年
6 江斌;野生二粒小麦α-淀粉酶抑制因子编码基因序列分析[D];四川农业大学;2006年
7 张维;野生二粒小麦农艺性状挖掘与染色体定位[D];浙江农林大学;2012年
8 卢霖;野生二粒小麦高分子量谷蛋白亚基等位变异分析[D];首都师范大学;2008年
9 李桂江;野生二粒小麦贮藏蛋白的特异性及其向普通小麦的转移[D];四川农业大学;2004年
10 路洁霏;野生二粒小麦籽粒性状和贮藏蛋白遗传多样性与可利用性评价[D];四川农业大学;2006年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 沈学友;小麦“营养”基因被发现[N];中国国门时报;2006年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978