春播小麦醇溶蛋白组成及其对品质性状的影响

对来源于中国、CIMMYT和澳大利亚的33份春性小麦品种进行2年4种环境的田间试验,利用反相高效液相色谱（RP-HPLC）对醇溶蛋白组分进行了量化分析。结果表明,醇溶蛋白总量及ω、α/β和γ（γ1、γ2、γ3）各组分含量及比例在基因型间和环境间存在显著差异。α/β型含量最高（43.12%～50.87%）,γ型次之（32.71%～43.14%）,ω型含量较低（11.89%～21.58%）。1BL/1RS易位显著改变小麦醇溶蛋白组分含量和比例,易位系的ω型醇溶蛋白含量显著高于非易位系,为17.44%～21.58%,而γ型醇溶蛋白显著低于非易位系,α/β型醇溶蛋白在易位和非易位系中的含量差异不显著。不论在1BL/1RS易位系或非易位系中,醇溶蛋白总量及ω、α/β和γ型醇溶蛋白含量都与面粉蛋白质含量显著正相关,与其他大部分面粉品质性状相关不显著,说明谷蛋白组分可能对加工品质更重要。在易位系中,ω、γ1和γ型醇溶蛋白总量与沉降值呈显著正相关,醇溶蛋白总量、γ2和γ型醇溶蛋白与形成时间显著正相关,ω和γ型醇溶蛋白含量与延伸性呈显著负相关。     

河南省主推小麦品种籽粒储藏蛋白质遗传多样性分析

采用酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳(A-PAGE)和十二烷基磺酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)对河南省主推小麦品种进行了醇溶蛋白位点特异性检测和高分子谷蛋白亚基(HMWGS)组成分析。结果表明:41份小麦品种(系),共分离出31条不同迁移率的谱带,绝大多数品种在α、β、γ和ω4个区中存在着较大差异,其中α区共有6条带,β区共有10条带,γ区共有8条带,ω区共有7条带;供试品种在遗传相似系数(GS值)为0.68的水平下可明显聚为6类。45份河南小麦品种(系)共出现了11种亚基和15种亚基组合类型,在Glu-A 1位点,主要亚基是1亚基,其频率达75.6%;在Glu-B 1位点,主要以7+8和7+9为主,分别占33.3%和55.6%;Glu-D 1位点,5+10、2+12和5+12均较多,分别占33.3%、35.6%和28.9%。频率较高的组合形式有1、7+9、5+12和1、7+9、5+10,其频率依次为17.8%和15.6%。说明河南小麦品种高分子量谷蛋白亚基和醇溶蛋白的遗传变异丰富,遗传基础较为广泛。     

不同环境和时期印度小麦品种麦醇溶蛋白的酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳带型分析

为了研究印度小麦品种的麦醇溶蛋白带型和遗传多样性，本试验采用酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳方法，分析了印度近50年来培育的159个小麦品种麦醇溶蛋白带型。研究结果表明品种的麦醇溶蛋白带型存在广泛的多态性（遗传多样性指数（H）=0．875）。共鉴定出147条带型，其中ω麦醇溶蛋白区域有45条不同的带型；γ麦醇溶蛋白区域有42条；β麦醇溶蛋白区域有30条;     

河北省主栽小麦品种醇溶蛋白遗传多样性分析

【研究目的】为了解河北省40年来不同小麦品种之间的遗传多样性,以及为小麦育种工作提供理论依据;【方法】采用酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳（A-PAGE）对河北省40年来的118个主栽小麦品种进行了醇溶蛋白位点特异性检测,分析了这些品种的遗传多样性及其变化情况;【结果】这些品种具有118种醇溶蛋白带型,共分离出101条迁移率不同的醇溶蛋白谱带。绝大多数品种在α、β、γ、ω 4个区中存在着较大差异,其中α区有15条带,87种带型;β区有24条带,110种带型;1区有21条带,90种带型;（1）区有41条带,111种带型,其中（1）区的多态性最大。供试品种的遗传相似性系数（GS）在0．043-43．86之间,平均值为0．35。用非加权成组算术平均法对GS值进行聚类,供试品种在GS值为0．354的水平下可明显聚为6类;【结论】用非加权成组算术平均法对Gs值进行聚类,供试品种在GS值为0．354的水平下可明显聚为6类。讨论了种子醇溶蛋白在品种遗传多样性评价方面的应用价值。     

郑丰5号α-醇溶蛋白基因的克隆与序列分析

α-醇溶蛋白是小麦籽粒贮藏蛋白的重要组分，其组成与含量对小麦加工品质具有重要影响。利用PCR从郑丰5号基因组中克隆α-醇溶蛋白基因，并对其序列进行分析。经克隆共获得32个α-醇溶蛋白新基因（ ZF5 A-1～ZF5A-32，GenBank注册序列号为JX828280～JX828311），其中15个为假基因，17个（ZF5A-1～ZF5A-17）具有完整开放阅读框。17个α-醇溶蛋白新基因中，除ZF5A-1、ZF5A-3、ZF5A-6、ZF5A-9、ZF5A-10、ZF5A-11、ZF5A-15编码的蛋白在特征Ⅱ区含有1个额外的半胱氨酸（ C）外，其他10个基因编码的蛋白均具有α-醇溶蛋白的典型结构。根据推断氨基酸序列中4种主要T细胞优势多肽的分布及多聚谷氨酰胺区的长度，推测ZF5A-7和ZF5A-12可能定位于6A染色体，ZF5A-4、ZF5A-13、ZF5A-14和ZF5A-17可能定位于6B染色体，而ZF5A-1～ZF5A-3、ZF5A-5、ZF5A-6、ZF5A-8～ZF5A-11、ZF5A-15和ZF5A-16可能定位于6D染色体。17个新克隆α-醇溶蛋白基因及4个已知α-醇溶蛋白基因编码的蛋白的二级结构预测结果表明：α-螺旋、β-折叠的位置和核心序列是相对保守的，但不同蛋白α-螺旋和β-折叠的数量以及参与形成同一保守区域α-螺旋和β-折叠的氨基酸残基数却并不相同。克隆的17个α-醇溶蛋白基因中，除ZF5A-17编码的蛋白缺少α-螺旋（ H2）、ZF5A-2、ZF5A-8编码的蛋白在特征区Ⅰ均存在1个额外的α-螺旋（ HE1）、GQ891685和ZF5A-15编码的蛋白在多聚谷氨酰胺Ⅱ区存在1个额外的α-螺旋（ HE2）外，5个保守的α-螺旋（ H1～H5）恒定出现在其他基因的2个谷氨酰胺重复区和特征区中；此外，在C-末端特征区大部分基因（61．11％）还形成1个β-折叠结构（ E）。郑丰5号中具有较多额外半胱氨酸、α-螺旋和β-折叠的α-醇溶蛋白基因，可能与其良好的加工品质密切相关。     

普通小麦及近缘粗山羊草α-醇溶蛋白基因的克隆、定位与进化分析

通过特异PCR引物设计,从普通小麦品种(豫麦34和烟农19)和粗山羊草(T9、T197、T48、T176和T17)中扩增、克隆了7个新的α-醇溶蛋白基因,分别命名为Gli-YM34、Gli-YN19、Gli-T9、Gli-T197、Gli-T48、Gli-T176和Gli-T17,基因序列长度为846～891bp,编码282～297个氨基酸残基,都具有α-醇溶蛋白的典型结构特点。其中Gli-YM34和Gli-YN19基因推导的醇溶蛋白都含有一个额外的半胱氨酸残基,可能对面筋品质有正向作用。根据α-醇溶蛋白氨基酸序列所具有的4种T细胞抗原表位和多聚谷氨酰胺重复区的平均长度以及中国春缺体四体分析,将来自普通小麦品种的Gli-YM34和Gli-YN19基因定位在6D染色体上的Gli-D2位点,而且Gli-YM34和Gli-YN19与来自粗山羊草的α-醇溶蛋白基因具有很高的序列相似性,进一步证明粗山羊草是普通小麦D基因组的供体。在克隆的4个典型α-醇溶蛋白基因中检测到21个SNP和1个9bp的缺失。系统进化分析表明,α-醇溶蛋白基因与低分子量谷蛋白亚基基因关系较近,在大约43.69百万年时分化,与ω-醇溶蛋白和HMW-GS基因亲缘关系较远,它们的分化时间大约为79.39百万年。     

山东省普通小麦醇溶蛋白Gli-1和Gli-2位点等位基因的遗传变异

采用酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳(A-PAGE),分析了山东省种植面积较大的37个小麦品种醇溶蛋白Gli-1和Gli-2位点等位基因的组成特点。结果表明,山东小麦在醇溶蛋白Gli-1 (Gli-A1、Gli-B1和Gli-D1) 和Gli-2 (Gli-A2、Gli-B2和Gli-D2) 位点存在多样性,共鉴定出58个等位基因,出现频率较高的有6个,分别为Gli-A1a (48.6 %)、Gli-B1l (35.1%)、Gli-D1k (35.1%)、Gli-A2b (35.1％)、Gli-B2g (35.1％)和Gli-D2a (29.7％),其中Gli-B1l出现频率较高,表明1BL/1RS易位系在山东小麦中存在比较普遍。醇溶蛋白6个主要位点的遗传变异系数较高,平均为0.7930,变幅为0.7297～0.8269,其中Gli-D2位点遗传多样性最高,Gli-A1最低。对具有优质醇溶蛋白等位基因Gli-B1b或Gli-A2b的品种进行了高分子量谷蛋白亚基的组成分析,表明烟农15、烟优361、山农98-1和山农93-52同时含有优质谷蛋白5＋10亚基,在小麦育种中可利用这些优质亚基基因。     

多年生簇毛麦α-醇溶蛋白基因的分离与序列分析

以多年生簇毛麦（Dasypyrum breviaristatum）基因组DNA为模板,用小麦种子醇溶蛋白保守引物进行PCR扩增。扩增产物经克隆测序,获得999-1018bp的7个序列（GenBank登录号为EU186102-EU186108）,分别编码283-290个氨基酸。序列比对结果表明,它们具有α-醇溶蛋白基因的保守特征,是α-醇溶蛋白基因家系成员。该7个序列与乳糜泻（celiac disease）病人毒性抗原相关序列的比对结果表明,有5个序列在C末端具有Glia-α-2型抗原序列的特征。根据α-醇溶蛋白基因的编码氨基酸建立系统树,发现来自多年生簇毛麦的α-醇溶蛋白基因序列单独聚为一类,不能与普通小麦A、B或D染色体组的相关序列聚在一起。在序列分析的基础上设计了簇毛麦基因组α-醇溶蛋白基因的特异引物AS-V-gli-F和AS-V-gli-R,通过特异PCR扩增,AS-V-gli-F和AS-V-gli-R仅能对多年生簇毛麦、小麦-多年生簇毛麦部分双二倍体进行特异性扩增,而不能对小麦和其他小麦族物种进行扩增。因此,AS-V-gli-F和AS-V-gli-R可作为检测多年生簇毛麦α-醇溶蛋白基因向栽培小麦转移的分子标记。     

利用SDS-PAGE鉴定不同地区谷子籽粒醇溶蛋白差异

醇溶蛋白是谷子籽粒主要的贮藏蛋白,研究谷子醇溶蛋白的差异对于谷子品种选育及种质鉴定评价有重要的意义。本研究利用SDS-PAGE方法对来自不同省份的46份谷子材料进行醇溶蛋白谱带分析,结果表明,单个品种可分离出14~24条醇溶蛋白谱带,平均每个品种18.74条带,46份品种共分离出32条醇溶蛋白谱带,其中7条为共有带,25条为多态性带,多态性带数占分离出总带数的78.1%。根据迁移率大小将醇溶蛋白谱带分为A、B、C、D四个区段,四个区段内分别有6、16、15、4种带型。在B、C区段醇溶蛋白有较丰富的多态性,A、B区段弱带较多,C、D区段强带较多。醇溶蛋白分子量在13.0~55.0 kDa之间,在29,25 kDa(第23条带)、22.5 kDa(第26条带)、17.5 kDa(第28条带)位点附近醇溶蛋白表达丰富且品种之间存在较大差异。品种之间醇溶蛋白谱带存在较大的差异,可作为品种鉴定与评价的重要依据。聚类分析表明,在GD值为0.45时,46个品种可以分为5类,其中34个品种聚为一类,其他四类所包含的材料较少,这表明大部分材料醇溶蛋白相似度较高。     

盐溶蛋白鉴定玉米纯度的图谱分析

玉米种子纯度盐溶蛋白电泳是根据品种间蛋白质组成的差异来鉴定种子纯度。品种间差异在电泳结果上就是蛋白质图谱的差异。熟练、准确掌握图谱分析技术,对于快速、准确鉴定种子纯度有重要意义。我们经过几年的大量实验总结,积累了一些经验,供同行借鉴。1玉米盐溶蛋白电泳谱带区域的划分玉米盐溶蛋白电泳谱带可根据分子量大小划分为三个区域:α区、β区、γ区。α区为小分子量蛋白质所组成;β区为中分子量蛋白质所组成;γ区为高分子量蛋白质所组成,β区为主要谱带区域,在该区域中蛋白质谱带数量多,染色深,品种间差异大,为纯度鉴定中主要应用区…