阿拉拉特小麦高分子量谷蛋白新基因1Gy的克隆及序列分析

利用y-型高分子量谷蛋白亚基的特异引物,对阿拉拉特小麦(PI427305)的基因组DNA进行PCR扩增,得到大小为2.2 kb的目的条带,将该条带回收纯化并克隆到pMD18-T载体中,经梯度亚克隆测序拼接,得到编码区的全序列为2 202 bp(GenBank登录号:HM131806),共编码732个氨基酸。它与1Gy7*序列的同源性高达99%,而且氨基酸序列结构与大多数y-型亚基相同,推断该基因为1Gy。1Gy的分子量比1Gy7*稍小,迁移率比1Gy7*慢。与小麦属其他基因组编码的y-型亚基相比,其在靠近C端的重复区多了一个半胱氨酸残基。利用在线PSIPRED对其二级结构预测结果显示,其重复区主要是无规则卷曲结构。这些结构都可能使得1Gy对小麦加工品质产生正面影响。     

大肠杆菌志贺样毒素Ⅱ型基因的分子克隆

本文克隆了含大肠杆菌志贺样毒素Ⅱ型基因的2．0kbSau3AⅠ酶切片断，对插入片段进行了核苷酸序列测定，1298bp的核苷酸序列包含2个完整的开放读框，其中SLT ⅡA亚基基因编码区长957bp，编码319个氨基酸多肽，SLTⅡB亚基基因编码区长267bp，编码89个氨基酸多肽，与已知人源的SLTⅡ基因核苷酸序列比较具有99％的同源性，与SLTⅠ结构基因相比，A亚基同源序列为56．43％，B亚基为60．15％。     

小麦高分子量谷蛋白14亚基基因的PCR体系及原核表达研究

    小麦高分子量谷蛋白14亚基(HMW-GS 1Bx14)被认为可能对面团加工品质有很大贡献的亚基.为了验证其功能,本研究欲通过PCR方法扩增14亚基基因,并使其在大肠杆菌中大量表达,为下一步用掺粉实验验证其功能奠定基础.但是由于HMW-GS 1Bx14基因由2388 bp个碱基组成,GC含量较高,并且在基因中包含约1.6 kb的重复区,所有这些都使常规PCR难以成功扩增出HMW-GS 1Bx14 基因.本研究采取以下三种措施:①设计一对高Tm值的特异引物;②采用二段法PCR反应程序;③改良PCR反应的缓冲体系、添加有机溶剂(DMSO,甜菜碱等)和Taq酶保护剂(BSA等);最后成功地扩增出目的片段.此外由于不同生物间对密码子使用存在很大差异,因此HMW-GS 1Bx14基因很难在大肠杆菌中得到有效大量的表达.本研究选用万能菌株Rosetta(DE3)plysS作为表达用菌,从而克服了不同生物间密码子使用偏爱性的问题,成功的使HMW-GS 1Bx14得到表达,为下一步研究HMW-GS 1Bx14的基因功能奠定了基础.     

多重PCR的建立及黄淮麦区主要品种品质相关基因的鉴定

 【目的】小麦加工品质由多个位点控制,而每个位点又有多个等位基因控制。建立品质性状多重PCR反应体系是提高分子标记辅助选择效率及降低成本的一种重要措施。【方法】选择影响小麦品质性状重要基因的分子标记,即高分子量谷蛋白亚基基因标记Ax2*、Bx14、Bx17和Dx5;低分子量谷蛋白亚基基因标记Glu-A3 d;糯蛋白亚基Wx-B1基因标记BDFL-BRD和Wx-D1基因标记MAG269;1BL/1RS易位标记ω-sec及多酚氧化酶（PPO）活性基因标记PPO18。根据优质面包、优质面条亚基组成要求及引物的退火温度,建立3个多重PCR反应体系PCR-Ⅰ（Ax2*/Bx17/Dx5）、PCR-Ⅱ（BDFL-BRD/MAG269/PPO18）和PCR-Ⅲ（Bx14/Glu-A3d/ω-sec）。【结果】用构建的3个多重PCR对141份黄淮麦区小麦品种加工品质相关基因的分布情况进行了检测。结果表明Ax2*、Bx14、Bx17具有较低的分布频率,分别为4.3%、7.1%、1.4%;Dx5和Glu-A3 d分布频率相对较高,分别为17.7%和27.7%;而1BL/1RS易位和低PPO活性（扩增片段为876 bp）的材料分别占44.0%和51.8%;Wx-B1缺失材料占4.3%。在供试的141份材料中已有80份进行了高、低分子量谷蛋白亚基和黑麦碱的SDS-PAGE电泳检测,与本研究建立的多重PCR检测结果完全一致。【结论】建立的多重PCR体系可以准确、稳定、高效地检测9个小麦品质性状的基因组成。     

甘肃旱地春小麦及部分重要骨干亲本麦谷蛋白亚基组成分析

为明确甘肃主栽旱地春小麦品种资源的优质麦谷蛋白亚基组成及分布情况,选取高分子质量麦谷蛋白亚基Ax1/2*、Dx5、Bx7、By8、Bx14和低分子质量麦谷蛋白亚基Glu-A3d、Glu-B3b,采用STS分子标记的方法,对82份甘肃近年来育成的旱地春小麦品种(系)及部分重要骨干亲本进行检测。结果表明,82份供试材料中优质HMW-GS以Ax1/2*、5+10和7+8为主,分布频率分别为57.3%、31.7%和72.0%,14+15的频率为4.9%,在2份材料中检测到稀有亚基By8,频率为2.4%。LMW-GS中Glu-A3d、Glu-B3b频率分别为80.5%和42.7%。Glu-1 3个位点具优质亚基的小麦品种(系)共11个,Glu-3 2个位点具优质亚基的小麦品种(系)共31份。8份材料在5个位点都具有优质亚基。研究结果为改良甘肃旱地春小麦面筋质量、准确筛选优质种质资源和加快育种进程提供了重要依据。     

昆虫病原线虫共生菌YL001菌毛蛋白亚基基因的克隆与序列分析

为了准确克隆昆虫病原线虫共生菌YL001菌毛蛋白亚基基因,根据已报道的菌毛蛋白亚基序列设计引物,以昆虫病原线虫共生菌YL001的总DNA为模板进行PCR扩增,获得1条大约500 bp的特异性片断,将此片断克隆到T-easy载体上,获得了重组子pGEM-PSYL001,序列测定和结构分析结果表明,PSYL001阅读框全长537bp,编码179个氨基酸,预测分子量和等电点分别为18.9 ku和6.94,GenBank登录号为DQ537944。与GenBank(AY140909)上公布的Xenorhabdus nematophilus菌毛蛋白亚基核苷酸序列的同源性为99%,氨基酸序列的同源性为98%。上述分析表明,菌毛蛋白亚基基因得到了成功克隆。     

易变山羊草两个y-型高分子量谷蛋白新亚基的鉴定及基因编码区分子克隆

利用 SDS-PAGE和分子克隆方法研究了易变山羊草的高分子量谷蛋白亚基及其基因。结果表明 ,四倍体易变山羊草有 3个可表达的高分子量谷蛋白亚基。其中一个亚基的迁移率很慢 ,推测其为 Glu-U1 x;另外2个亚基的迁移率分别与中国春的 Bx7和 By8接近或更慢 ,利用一对特异扩增基因编码区的引物得到的扩增片段长度分别为 2 .5 kb和 1 .9kb。分子克隆得到阳性质粒 p2 .5和 p1 .9。基因测序结果显示二者均为 y型高分子量谷蛋白基因 ,它们与普通小麦中已经报道的 y型高分子量谷蛋白基因在核苷酸和氨基酸序列上都存在差异 ,是 2个不同的高分子量谷蛋白新基因     

黄淮麦区部分小麦品种(系)高分子量麦谷蛋白亚基的SDS-PAGE和分子标记分析

利用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)和分子标记技术,对黄淮麦区47份小麦育种材料高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)进行鉴定和分析。SDS-PAGE结果表明,在所检测的小麦品种(系)中,Glu-A1位点编码的HMW-GS有3种类型,分别是Null、1和2*,其中1出现频率较高(80.9%),Null次之(17.0%),2*仅有1份;Glu-B1位点有7+8、7+9、17+18共3种类型,其中7+8和7+9出现频率较高,分别为48.9%和44.7%;Glu-D1位点有2+12、5+10、4+12共3种类型,其中5+10出现频率最高(61.7%)。利用Dx5、Ax2*、By8、By9和By17亚基特异性分子标记检测结果表明,参试材料中含各标记亚基的材料依次为29(61.7%)、1(2.1%)、23(48.9%)、21(44.7%)、3(6.4%)份;在所检测的小麦品种(系)中含最优亚基组合Dx5、By8的材料共13份,频率为27.7%。分子标记检测结果与SDS-PAGE检测结果相吻合,表明亚基特异性分子标记可用来快速检测小麦材料中的HMW-GS基因。     

棉花解旋酶基因克隆及生物信息学分析

从棉花cDNA文库中克隆了棉花解旋酶全长基因,GenBank登记号:EU373038,并对其编码的氨基酸序列进行分析.结果显示,基因长度为3 491 bp,编码930个氨基酸,其编码的蛋白质预测等电点和分子质量分别为5.98和103.994 ku.蛋白质氨基酸序列分析表明,所获得的基因编码蛋白的氨基酸序列与GenBank中拟南芥同源性为74%与水稻同源性为60%,与葡萄同源性为79%.     

茶陵野生稻DREB类转录因子的克隆及植物表达载体的构建

采用RT-PCR技术获得了茶陵野生稻DREB类转录因子的cDNA全长.序列分析表明,此基因核苷酸序列全长为958bp,编码314个氨基酸,该序列与水稻DREB基因的同源性为98%.其编码的蛋白与小麦CRT/DREB4蛋白的同源性为93%,与大麦CBF2A蛋白和CBFIVc-14.1蛋白的同源性分别为93%和92%.推导蛋白第43～112位氨基酸为典型AP2结构,具有AP2/DREB类转录因子的基本结构特征,并构建了茶陵野生稻DREB基因的植物表达载体pWM101DREB.     

伪鹅观草高分子量麦谷蛋白基因启动子的克隆

通过PCR克隆的方法,从二倍体伪鹅观草St基因组中克隆到了高分子量麦谷蛋白亚基基因Glu-1St1的启动子,该序列全长959bp,序列比对及结构分析表明,它与麦类高分子量麦谷蛋白亚基基因的启动子序列的一致性很高,达到82%,包含有典型麦谷蛋白亚基基因启动子的顺式作用元件。系统进化分析表明,它与大麦的D-hordein基因启动子的进化关系比较近,属于典型的x型亚基基因的启动子。     

Isolation and Sequence Analysis of HMW Glutenin Subunit 1Dy10. 1 Ecoding Gene from Xinjiang Wheat （Triticum petropavlovskyi Udacz. et Migusch）

A novel HMW glutenin subunit gene 1Dy10. 1 was isolated and characterized from Xinjiang wheat （Triticum petropavlovskyi. Udacz. et Migusch） accession Daomai 2. The complete open reading frame （ORF） of 1Dy10. 1 was 1 965 bp, encoding 655 amino acids. The numbers and distribution of cysteines in 1Dy 10.1 were similar to those of 1Dy10 and other y-type subunits. In the N-terminal of 1Dy 10.1, an amino acid was changed from L （leucine） to P （proline） at position 55. The repetitive domain of 1Dy10.1 differed from those of known HMW subunits by substitutions, insertions or/and deletions involving single or more amino acid residues. In the repetitive domain of subunit 1Dyl 0.1, the deletion of tripeptide GQQ in the consensus unit PGQGQQ resulted in the appearance of the motif PGQ that have not been observed in other known y-type HMW subunits. In comparison with the subunit 1Dy 12, a deletion of dipeptide GQ, which occurred in subunit IDy10, was also observed in subunit 1Dy10.1. The cloned IDylO. 1 gene had been successfully expressed in Escherichia coli, and the expressed protein had the identical mobility with the endogenous subunit IDy10.1 from seed.     

Composition and Content of High-Molecular-Weight Glutenin Subunits and Their Effects on Wheat Quality

Sedimentation values, flour glutenin macropolymer (GMP) contents, composition and contents of high-molecular-weight (HMW) glutenin subunits (GS) of 233 flour samples were determined. Our data indicated that subunit 1 occurred more frequently at Glu-A1, subunit pair 7 + 8 at Glu- B1 and 2 + 12 at Glu-D1. The significant relationships between Glu-1 quality score and total HMW glutenin content, sedimentation value and GMP content suggested that the composition of HMW-GS affects wheat quality strongly. Moreover,the total content of HMW-GS was correlated with certain quality parameters more significantly. Relationship between subunit 5 + 10 content and breadmaking quality was better than others, but 2 + 12, 7 + 8, 7 + 9 and 4 + 12 also correlated with certain quality parameters significantly. The contents of total HMW-glutenin, x-type subunits and y-type subunits related with sedimentation value, flour GMP content, and Glu-1 quality score more strongly than that of individual subunit or subunit pair. The flour GMP content, with excellent correlation to sedimentation value, total contents of HMW glutenin, x- and y-type subunits and many other quality parameters, could be an ideal indicator of breadmaking quality at earlier generations for breeding purpose for its simple procedure and small scale.     

高分子量麦谷蛋白亚基基因1Bx14转化小麦

 【目的】利用基因枪将优质高分子量麦谷蛋白亚基基因1Bx14导入普通小麦栽培品种绵阳19,为利用优质基因进行小麦品质改良奠定基础。【方法】构建小麦优质高分子量麦谷蛋白亚基基因1Bx14的胚乳特异性植物表达载体,利用基因枪将其转入不含该亚基的小麦品种绵阳19幼胚愈伤组织中,经潮霉素抗性筛选、PCR检测后,阳性植株进行PCR-Southern和Southern杂交验证,利用SDS-PAGE分析目的基因在转基因后代籽粒中的表达。【结果】从转化的652块愈伤组织中共获得6株转基因阳性植株,转化效率0.92% 。转化后代种子分析表明,1Bx14在部分转基因后代种子中表达,但同时也导致部分内源高分子量麦谷蛋白亚基基因不同程度的沉默。【结论】本研究成功地将小麦高分子量麦谷蛋白亚基基因1Bx14导入普通小麦绵阳19中,并在部分后代种子中得到了表达。     

长江中下游麦区小麦地方品种HMW-GS遗传多样性分析

采用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)方法,对长江中下游麦区1 120份小麦地方品种的高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)的组成进行了研究.结果表明:在供试材料中,Glu-1位点共有14种等位基因变异,其中Glu-A1位点3种,Glu-B1位点5种,Glu-D1位点6种.亚基null、7+8和2+12在各自的位点上出现频率最高,分别达到了99.38%、97.86%和98.03%.亚基组成类型共有14种,主要为null/7+8/2+12,频率高达95.90%,其中有8份材料具有1、2*、14+15等优质亚基.     

小麦远缘杂交后代的高分子量谷蛋白亚基变异机制探讨

以普通小麦川农19(N,7+8,2+12)和1BL/1RS易位系小麦川农18(1,7+9,2+12)F1为试材,用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(sodium dodecyl sulphate-polyacrylamide gel elec-trophoresis,SDS-PAGE)法鉴定分析了杂交后代的高分子量谷蛋白亚基组成,发现其中1粒产生了2个亲本中都没有的高分子量谷蛋白亚基,其高分子量谷蛋白亚基组成为(1,x+7+8+9,2+12)。变异的亚基在SDS-PAGE电泳图谱上位于1 Dx5和1 Bx7亚基之间,迁移率与1 Bx6相似。统计变异株F2代HMW-GS的遗传规律,结果表明,Glu-A1位点上的亚基分离正常;而Glu-B1位点上亚基的分离以及Glu-A1与Glu-B1位点之间的组合都不符合孟德尔遗传规律;变异亚基与1 By8亚基呈现共显性。最后对变异产生的机制进行了探讨。     

优质面条商品小麦澳白麦相关品质基因的分子标记鉴定

【目的】鉴定澳白麦面条相关品质基因构成,为改良中国小麦面条品质提供信息。【方法】利用38个已知面条品质相关基因的功能标记,对从澳白麦群体中分离出的36个穗系的高、低分子量麦谷蛋白亚基（HMW-GS、LMW-GS）、1B/1R易位、Waxy蛋白亚基、多酚氧化酶（PPO）活性、黄色素含量、籽粒硬度和穗发芽（PHS）抗性等相关基因进行鉴定。【结果】共发现13个对面条品质有正向效应的基因,其中非1B/1R易位类型和HMW-GS基因Bx7频率达100%,HMW-GS基因By8、LMW-GS基因Glu-A3b和Glu-B3b分别占供试材料的88.9%、88.9%和83.3%,淀粉品质相关Wx-B1蛋白亚基缺失类型占86.1%,低PPO活性等位基因Ppo-D1a和低黄色素含量等位基因Psy-B1b类型分别占86.1%和80.6%,与软-中等籽粒硬度相关等位基因Pinb-D1a类型占97.2%,抗穗发芽Vp-1Bc型穗系占88.9%。36个穗系共包含12类不同的品质基因型,其中第2类基因型（含HMW-GS基因Bx7和By8、LMW-GS基因Glu-A3b和Glu-B3b、低PPO活性基因Ppo-D1a、低黄色素含量基因Psy-B1b、软-中等籽粒硬度基因Pinb-D1a、抗穗发芽基因Vp-1Bc,不含1B/1R易位,Wx-B1蛋白亚基缺失）频率达63.9%,含正向效应基因最多、负向效应基因最少,是决定澳白麦优良品质的主导基因型。【结论】澳白麦是一个多系混合的商品小麦,优质面条基因较全面且频率高、基因型互补是其面条品质优良的根本原因。利用澳白麦资源进行面条品质育种,其中第2类基因型可作为首选亲本材料。