小麦贮藏蛋白中高分子量谷蛋白基因的5＇上游调控序列克隆

以小麦品种东农7742的基因组DNA为模板，用PCR的方法克隆了小麦贮藏蛋白中高分子量谷蛋白12亚基基因（HMW-GS12）的上游调控序列。序列测定结果表明：所克隆的启动子片段大小为917bp，该片段的498～922bp序列与Thomspon报道的同一亚基对应区段序列比较，同源性为97．9％，有9个核苷酸发生了改变。推测的TATA box位于836～841bp，有3个CAAT-like box，分别是693bp处的CCAA；730bp处的CAAAT和808bp处的CCAT。另外，在684bp存在E-box（TGCAAAG），还有2个E-like box，分别是608bp处的TGCAAAC和510bp处的TGCAAAA。认为该元件可能与转录速率和胚乳特异性的表达调控有关。     

小麦贮藏蛋白中高分子量谷蛋白基因的5′上游调控序列克隆

以小麦品种东农7742的基因组DNA为模板,用PCR的方法克隆了小麦贮藏蛋白中高分子量谷蛋白12亚基基因(HMW-GS12)的上游调控序列。序列测定结果表明:所克隆的启动子片段大小为917 bp,该片段的498~922 bp序列与Thomspon报道的同一亚基对应区段序列比较,同源性为97.9%,有9个核苷酸发生了改变。推测的TATA box位于836~841 bp,有3个CAAT-like box,分别是693 bp处的CCAA;730 bp处的CAAAT和808 bp处的CCAT。另外,在684 bp存在E-box(TGCAAAG),还有2个E-like box,分别是608 bp处的TGCAAAC和510 bp处的TGCAAAA。认为该元件可能与转录速率和胚乳特异性的表达调控有关。     

东北春小麦及部分外引小麦高分子量谷蛋白亚基组成分析

利用SDS-PAGE法分析了72份东北春小麦品种(系)和外引小麦品种HMW-GS组成及分布,结果表明:在Glu-A1位点上的3种变异类型null,1和2*亚基中,东北春小麦1和2*亚基出现的频率最高,均为36.1%,外引品种中null出现的频率最高,为41.7%;在Glu-B1位点上,检测到的6种变异类型(7,6 8,7 8,7 9,14 15,17 18)中7 8亚基类型的出现频率最高,东北春小麦为66.7%,外引品种为44.4%;在Glu-D1位点上的3种变异类型(2 12,2 10,5 10)中5 10出现频率最高,东北春小麦为55.6%,而外引品种高达72.2%。所有参试材料中共出现19种组合类型,其中出现频率最高的是1,7 9,5 10和null,7 8,2 12,均为19.4%。根据Payne的品质评分标准对部分材料进行评定,发现达到10分的材料出现了23份。这些材料可能成为东北春麦区小麦品质改良的宝贵资源。     

小麦高分子量谷蛋白亚基缺失品质效应研究进展

高分子量谷蛋白亚基（high-molecular-weight glutenin subunits,HMW-GS）是小麦籽粒贮藏蛋白的重要组成成分,其数量和质量与品质密切相关。聚合优质HMW-GS可改良强筋小麦制品面包品质,相反HMW-GS缺失可能在弱筋小麦制品饼干、糕点或其他特色食品品质改良上具有重要应用价值。本文从小麦HMW-GS缺失的类型和机制、贮藏蛋白组分和蛋白体发育、面粉和面团品质效应以及食品加工品质改良等方面进行了综述,分析了当前小麦HMW-GS缺失研究利用中存在的问题,并对未来研究方向进行了展望。     

部分引进优质小麦高分子量谷蛋白亚基的组成研究

通过SDS－PAGE聚丙烯酰胺凝胶电泳技术分析了从国内外引进的23个优质小麦材料的高分子量谷蛋白亚基组成。研究表明，大多数品系（种）都具有优质亚基：5＋10，其中还有1个品系具有5＋12优质新亚基。在所分析的材料中，还出现了一些少见的特殊亚基：6＋7＋8、6＊＋8、4＋5＋12、2＋12＋5＋10。本文对利用引进优质小麦材料改良我省小麦品质的策略进行了分析和讨论。     

小麦胚乳贮藏蛋白高分子量谷蛋白亚基1Dy10单克隆抗体在品质育种中的应用——Ⅱ.胚乳贮藏蛋白HMW-GS1Dx5 1Dy10的鉴别

本文研究了利用免疫化学方法鉴别小麦胚乳贮藏蛋白高分子量谷蛋白亚基1Dx5 1Dy10的可能性。结果表明:1Dx5 1Dy10和1Dx2 1Dy12亚基与单克隆抗体的反应不同,利用特异性单克隆抗体可以鉴别小麦胚乳贮藏蛋白中是否含有1Dx5 1Dy10亚基,鉴别的准确度受抗体种类、抗体浓度及包被蛋白浓度的影响;HMW-GS在F_1籽粒中表现为倾母遗传。免疫化学测定法具有快速、简单、准确、所需样品少等特点,可用于育种早代的辅助选择。     

引进小麦种质材料的高分子量谷蛋白亚基分析

为了有效利用多年来引自俄罗斯及中亚地区的小麦资源,了解引进材料的遗传基础,特别是品质基础,采用SDS-PAGE技术对102份小麦材料的高分子量谷蛋白亚基（HMW-GS）组成进行了分析。结果表明,参试材料中共检测到11种HMW-GS类型,Glu-A1位点上有1、2＊、Null,Null位点相对比较多,为40.20%;Glu-B1位点上有7、7＋8、7＋9、6＋8、17＋18,以7＋9为主要类型（59.80%）;Glu-D1位点有2＋12、2＋12’、5＋10三种类型,其中5＋10所占比例为51.96%。参试材料共检测到16种亚基组合,其中＂Null,7＋9,2＋12＂所占比例较大,为25.5%。值得一提的是,参试材料中品质评分为10分的材料有22个,9分的有29个。这些材料有可能会成为比较有价值的品质改良中间材料。     

小麦地方品种高分子量谷蛋白亚基多样性分析

采用SDS-PAGE方法,对我国9个麦区的76份代表性地方品种的高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)组成比较分析,并探讨其与环境因素(平均海拔、年平均降雨量和年平均温度)的相关性。结果表明,25.0%的品种具有异质性,分别包含2~4种不同HMW-GS组合;在Glu-1位点共检测到14个等位变异,其中Glu-A1、Glu-B1和Glu-D1等位变异数分别为2、7和5;发现了3个新等位变异,包括Glu-B1位点2个和Glu-D1位点1个。所有等位变异构成16种不同的亚基组合类型,以(N, 7+8, 2+12)为主,频率为69.7%。在Glu-1位点上,不同麦区遗传多样性分布存在一定的不均衡性,年平均降雨量和年平均温度与麦区多样性指数呈负相关。推测环境压力可能是地方品种多样性地区分化的重要因素。     

部分山东小麦高分子量谷蛋白1Bx14亚基特异PCR标记分析

在1Bx14亚基的基因序列的基础上,选取不同位点设计特异引物,从中筛选出了一对引物,对HMW-GS在Glu-Bx1位点已知的10个小麦品种进行了PCR扩增。结果表明:凡具有1Bx14亚基的4个品种都能扩增出一条1256bp左右的特异带,而不具该亚基的品种则未能扩增出这一特异带。用这一特异标记对山东省种植面积较大的40个品种进行PCR检测,发现仅有5个品种携带1Bx14亚基。该标记可用于检测小麦品种在这一位点的亚基组成,与SDS-PAGE相比,可显著提高检测的准确性和效率。     

小麦品种“陕253”低分子量谷蛋白亚基基因的克隆及原核表达

利用LMW-GS特异引物,从强筋小麦品种陕253中克隆了1个1 498 bp的片段(GenBank登录号为FJ172533),该片段包含全长为912 bp的低分子量谷蛋白亚基的完整编码序列.经比较推导氨基酸序列的同源性,发现该基因属于Glu-D3位点编码低分子量谷蛋白亚基的基因,编码产物N-端具有LMW-m型低分子量谷蛋白亚基的典型特征,系统演化分析也支持这一结果.构建了该基因的表达载体pET32a-GluD3-S253,在宿主菌E. coll Rosetta-gami B(DE3)中经IPTG诱导表达融合蛋白.SDS-PAGE和Western blot检测表达产物,证实融合蛋白表达成功.     

小麦高分子量麦谷蛋白亚基多重PCR扩增体系的建立

小麦的加工品质与小麦高低分子量麦谷蛋白的组成和含量密切相关,特别是Glu-1位点编码的高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)的组成和含量.其中与好的加工品质相关的优质亚基如1Dx5、1Ax2*和1Bx7OB(over-expression)特异的分子标记已经被建立并应用于品质改良的分子育种.本研究的目的在于通过摸索PCR反应组分和循环参数对多重PCR反应结果的影响,建立一次反应能够同时鉴定1Ax2*、1Bx7OE和1Dx5亚基的多重PCR反应体系.结果表明:反应体系中的三种亚基的引物浓度比例和反应的Tm值是多重PCR成败的关键因素,当引物浓度比例为1Dx5:1Bx7CEL:1Ax2*=0.1:0.2:0.3或1Dx5:1Bx7OE:1Ax2*=0.1:0.2:0.4,Tm=60℃时1Ax2*、1Bx7OE和1Dx5亚基的多重PCR结果最好.利用HMW-GS的多重PCR的方法可以快速高效的鉴定多个亚基,可以进行小麦品质育种的复合分子标记辅助选择.     

小麦高分子量谷蛋白亚基研究进展

主要介绍了HMW-GS与小麦烘烤品质的关系及电泳技术、免疫化学技术和分子标记技术在HMW-GS研究中的应用,综述了国内外在HMW-GS研究中应用的各种材料及优缺点,同时论述了HMW-GS研究在小麦育种中的应用,提出对HMW-GS进行定量分析及各HMW-GS质和量对品质的影响进行进一步研究的可行性     

高冰草高分子量麦谷蛋白一个y亚基基因序列

The sequence was determined from a PCR prodect，which was ligated to pUCm—T vector(Sangon Biotechnology Co．)，from nuclear genomic DNA of Agropyron elongatum．     

利用高分子量麦谷蛋白亚基电泳图谱鉴定小麦新品种的特异性

根据《小麦植物新品种测试指南》的要求，本研究应用SDS-PAGE电泳方法，对79个测试品种及其近似品种进行了高分子量麦谷蛋白亚基分析。结果表明，申请品种和近似品种的高分子量麦谷蛋白亚基存在着丰富的变异，在Glu-A1、Glu—B1、Glu-D1三个位点有12种变异类型，共检测出17个不同类型的亚基组合。利用这一性状，能够将约占69．6％的测试品种与近似品种区分开。和形态学性状相比，麦谷蛋白高分子量亚基表达状态多，表达稳定，遗传机制明确，可作为小麦品种测试中重要的高辨别力性状。     

CIMMYT引入小麦材料HMW-GS组成研究

利用SDS-PAGE技术对385份CIMMYT种质进行高分子量麦谷蛋白亚基组成分析。结果表明:Glu-A1、Glu-B1、Glu-D1位点上变异类型丰富,共存在11亚基与24种组合类型,优质亚基出现的频率非常高,Glu-A1位点上的1亚基的频率达到了33.5%,Glu-B1优质亚基7+8出现的频率11.2%,Glu-D1位点优质亚基5+10出现的频率达到81.3%。评分在7分以上的材料达37.8%,23个材料评分在9分以上,高分子量麦谷蛋白亚基的平均得分7.08分。通过在这些材料中选取评分较高的与贵州小麦进行杂交,可有效提高贵州小麦品种的产量与品质。     

小麦高分子量谷蛋白亚基间的互补效应对面包加工品质的影响

利用偃展1号的10个HMW-GS近等基因系,研究了不同HMW-GS基因对面包烘烤品质的效应。两年的品质测试结果基本一致,说明所用近等基因系是评价亚基组成对加工品质影响的较理想材料。不同HMW-GS组成对面包评分影响较大,变异系数达到21.5%。相关分析表明,面包体积与形成时间(r = 0.90, P < 0.01)、沉淀值(r = 0.89, P < 0.01)、稳定时间(r = 0.67, P < 0.05)和面粉蛋白质含量(r = 0.52, P < 0.05)均达显著正相关;面包评分与面包体积(r = 0.98, P < 0.01)、沉淀值(r = 0.93, P < 0.01)、形成时间(r = 0.89, P < 0.01)也呈显著正相关。Glu-A1位点1Ax1基因的表达可以提高多数品系的面包评分;当Glu-A1位点是Null、Glu-D1位点是5’+12时,Glu-B1位点等位变异的面包加工品质效应为7+8 > 14+15 > 6+8 > 7,而当Glu-A1位点是1号亚基、Glu-D1位点是5’+12时,Glu-B1位点的等位变异的面包品质效应为6+8 > 14+15 > 7;当Glu-A1位点是Null时,14+15与5+10组合优于与5’+12组合,7+8与5’+12组合优于与5+10组合;1Dx5基因的沉默显著降低面包烘烤品质,HMW-GS对面包品质的作用似乎在X-亚基和Y-亚基之间存在一定的配合效应,任何一种基因的缺失或沉默都会造成品质的明显下降。     

磷肥对小麦籽粒HMW-GS积累及GMP粒度分布的影响

在112.5 kg hm^-2和225 kg hm^-2两种氮水平下,检测了施磷量对强筋小麦山农12籽粒高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)积累及谷蛋白大聚合体(GMP)粒度分布的调控效应。结果表明,小麦籽粒HMW-GS在花后14 d已形成, 成熟期籽粒HMW-GS含量表现为施磷处理高于不施磷处理。在低氮条件下,施磷有助于HMW-GS的积累,而在正常施氮条件下过多施磷则不利于其积累。在低氮条件下,粒径<10 μm GMP颗粒体积百分比随施磷量增加而显著降低;在正常氮水平下,施磷降低粒径<10 μm GMP颗粒体积百分比,其效应表现施磷0 kg hm^-2处理最大,其次为施磷40 kg hm^-2和100 kg hm^-2处理,施磷160 kg hm^-2处理最小。两种施氮水平下分别增施磷肥,粒径在10~100 μm和>100 μm GMP颗粒的体积百分比均呈现随磷肥用量增加而增加的趋势。在正常氮水平下,各施磷处理间籽粒中GMP颗粒数目百分比无明显差异。成熟期籽粒中HMW-GS含量与粒径<10 μm GMP颗粒体积百分比呈显著负相关,而与10~100 μm GMP颗粒体积百分比呈显著正相关。说明较大粒径GMP颗粒具有较高的HMW-GS含量。     

花后干旱和渍水对小麦籽粒HMW-GS及GMP含量的影响

采用SDS-PAGE和切胶比色进行亚基定量，研究花后干旱和渍水对小麦强筋品种豫麦34和弱筋品种扬麦9号籽粒HMW-GS和GMP含量的影响。结果表明，两品种的干旱处理和豫麦34淹水处理在花后10 d籽粒HMW-GS形成，两品种对照和扬麦9号淹水处理在花后15 d籽粒HMW-GS形成，说明花后干旱提早了小麦籽粒HMW-GS的起始形成。干旱促进了小麦籽粒HMW-GS早期积累，但对后期积累不利，使快速积累期缩短，渍水处理更明显缩短籽粒HMW-GS快速积累期。两品种成熟期总HMW-GS和GMP含量表现为对照>干旱>渍水，且豫麦34各处理大于扬麦9号的对应处理。