高分子量麦谷蛋白是成熟小麦种子中的主要贮藏蛋白之一,其组成和数量可直接影响普通小麦的加工品质。山羊草属是小麦的近缘属之一,山羊草物种高分子量麦谷蛋白亚基的遗传变异类型较普通小麦基因组编码的更丰富。因此,深入研究这些物种中所特有的高分子量麦谷蛋白亚基,对于认识其与普通小麦中所发现的亚基在分子序列水平的差异,发掘可用于普通小麦品质改良的新基因资源具有广泛的应用前景和重要意义。
本文利用SDS-PAGE和Western-Blotting对山羊草属物种节节麦和尾状山羊草的高分子量麦谷蛋白亚基进行了分析和鉴定,并对其基因进行了序列测定、比较和体外表达。
第一,从51份节节麦中共发现了2种新型亚基Tx>2和Ty<12,被命名为Dx2.1t和y13t,7种亚基组合类型2+12、5+10、2+10、5+12、2.1t+10、2.1t+12和2+13t。这7种亚基组合的频率分布是27.5%、25.5%、31.4%、3.9%、2.0%、2.0%和78%。
第二,克隆和测序了节节麦Dy13t亚基。其全长编码区有1878个核苷酸。由其所推导的氨基酸序列具有y型高分子量麦谷蛋白亚基的典型特征。其重复区含457个氨基酸残基,包括47个六肽(PGQGQQ)和17个九肽(GYYPTSLQQ)。该亚基是由D基因组编码的y型高分子量麦谷蛋白亚基中重复区最短的之一。
第三,克隆和测序了节节麦Dx2.1t亚基,其全长编码区含有2514个核苷酸。推导的氨基酸序列具有x型高分子量麦谷蛋白亚基的典型特征,N-端保守区由89个氨基酸残基组成,重复区包含684个氨基酸残基,由71个六肽(PGQGQQ)、19个九肽(GYYPTSLQQ)和20个三肽(GQQ)组成。它是一种不同于普通小麦Dx2和Dx5的新型亚基。
第四,克隆和测序了尾状山羊草Cx和Cy亚基。Cx亚基全长编码区含2391个核苷酸。推导的氨基酸序列具有x型高分子量麦谷蛋白亚基的典型特征,N-端保守区由86个氨基酸残基的组成,重复区含646个氨基酸残基,由66个六肽(PGQGQQ)、18个九肽(GYYPTSLQQ)和21个三肽(GQQ)组成;Cy亚基全长编码区含1905个核苷酸。推导的氨基酸序列具有y型高分子量麦谷蛋白亚基的典型特征,重复区含464个氨基酸残基,由50个六肽(PGQGQQ)和16个九肽(GYYPTSLQQ)组成。Cx与Cy是小麦族物种高分子量麦谷蛋白亚基大家族的新成员。
第五,聚类分析显示Dy13t能与D基因组编码的y亚基聚类在一起。虽然Dy10,Dy12,Dy12t和Dy13t均来自D基因组,但来自普通小麦D基因组的Dy10和Dy12亚基间和节节麦D基因组的Dy12t和Dy13t亚基间的亲缘关系更近。Dx2.1t则与Dx2和
Dx5的亲缘关系更近,与A、B和R染色体组编码的x亚基的亲缘关系较远。Cx亚基与D基因组编码的亚基的亲源关系最近,与B基因组编码的亚基亲源关系最远。Cy亚基与A和R基因组的亚基的亲源关系较近,与B和D基因组编码的亚基的亲源关系较远。
第六,Dx2.1t、Cx、Cy3个基因均在细菌中获得表达,经过SDS-PAGE分析和Western-blotting鉴定表明所表达的蛋白与种子中的相应的高分子量麦谷蛋白完全一致。
综上所述,从山羊草属物种节节麦和尾状山羊草中克隆的Dy13t,Dx2.1t,Cx和Cy4个高分子量麦谷蛋白亚基分别与小麦D基因组和小麦族物种中的亚基在分子序列水平上有较大的差异,在细菌中可以正确表达相应的高分子量麦谷蛋白亚基,可以大量提纯所表达的高分子量麦谷蛋白亚基将其添加到普通小麦面粉中以研究其对普通小麦品质改良的贡献。
关键词:小麦(stivum),山羊草属(Aegilops),节节麦(uschii),尾状山羊草(udata),高分子量麦谷蛋白亚基,分子克隆,蛋白表达
图书详情 | 《山羊草物种高分子量麦谷蛋白基因的分子克隆》
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- 高等教育出版社
- 9787040181777
- 1
- 247487
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- 平装
- 32开
- 2005-11-30
- -
- 110
- 123
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- 农学
- 作物学
- 0901
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内容简介：
目录
摘要
Abstract
缩略语
第1章 文献综述
§1.1 高分子量麦谷蛋白基因的等位变异类型及染色体定位
§1.1.1 小麦高分子量麦谷蛋白概述
§1.1.2 高分子量麦谷蛋白基因结构
§1.1.3 高分子量麦谷蛋白基因的染色体定位
§1.1.4 高分子量麦谷蛋白基因的等位变异
§1.2 高分子量麦谷蛋白亚基等位变异与品质的关系
§1.3 高分子量麦谷蛋白亚基的鉴定、基因克隆及品质功能研究
§1.3.1 PCR技术在鉴定和克隆高分子量麦谷蛋白亚基基因中的应用
§1.3.2 转基因途径研究小麦高分子量麦谷蛋白基因的功能
§1.3.3 蛋白体外表达系统研究小麦高分子量麦谷蛋白基因的功能
§1.4 高分子量麦谷蛋白基因的研究现状
§1.5 本论文的研究工作
第2章 节节麦高分子量麦谷蛋白亚基组成分析
§2.1 材料与方法
§2.1.1 实验材料
§2.1.2 实验方法
§2.2 结果与分析
§2.3 讨论
第3章 节节麦高分子量麦谷蛋白新型亚基的分子克隆
§3.1 材料与方法
§3.1.1 实验材料
§3.1.2 实验方法
§3.2 节节麦Dy13t亚基的分子克隆及序列比较分析
§3.2.1 SDS-PAGE分析Dy13t亚基的电泳迁移率
§3.2.2 PCR扩增和分子克隆Dy13t亚基基因的全长编码区
§3.2.3 核苷酸序列测定
§3.2.4 信号肽、N-端和C-端序列比较
§3.2.5 重复区序列比较
§3.2.6 3个相同迁移率亚基的比较
§3.3 Dx2.1t亚基的分子克隆及序列比较与分析
§3.3.1 SDS-PAGE分析
§3.3.2 PCR扩增和分子克隆Dx2.1t亚基基因的全长编码区
§3.3.3 核苷酸序列测定
§3.3.4 Dx2.1t亚基与小麦D基因组编码的x型亚基序列的比较
§3.3.5 Dx2.1t亚基的体外表达
§3.4 Dx2.1t和Dy13t在系统进化中的关系
§3.5 讨论
第4章 尾状山羊草高分子量麦谷蛋白亚基的分子克隆
§4.1 材料与方法
§4.2 结果与分析
§4.2.1 SDS-PAGE分析
§4.2.2 PCR扩增和分子克隆Cx和Cy亚基基因的全长编码区
§4.2.3 Cx基因序列比较与分析
§4.2.4 Cy基因序列比较与分析
§4.2.5 Cx与Cy基因的表达
§4.2.6 Cx和Cy亚基在系统进化中的关系
§4.3 讨论
论文总结
参考文献
博士期间发表的主要学术论文
致谢
