大豆7S球蛋白α-亚基缺失型种质创新

采用常规杂交育种方法,人工去雄、授粉,以10份综合农艺性状优良的黑龙江省主栽品种(或优良品系)为母本、亚基组成为(α'+α+11S酸性亚基)-缺失型育种材料日B为父本进行有性杂交。将F1杂交种南繁,单粒点播、单株收获得到F2代分离群体。聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)法分析表明,F1代杂交种子7S球蛋白α'-与α-亚基的表现型全部为正常型。在杂交F2代种子中获得了具有中国大豆遗传背景的α-缺失、(α+A1aA1bA2)-缺失、A3-缺失、(α'+A4)-缺失和(α'+α)-缺失的贮藏蛋白亚基组成新类型种质,为我国大豆蛋白组分育种选择提供了重要的中间材料。     

大豆7S球蛋白（α＋β）-亚基双缺失体遗传特征分析

采用聚丙烯酰胺凝胶电泳法（SDS-PAGE）对大豆7S球蛋白（α＋β）-亚基双缺失体后代的亚基组成表现进行分析,为明晰该缺失体的遗传规律提供理论依据。结果筛选到β-低含量型、（α-缺失＋β-低含量）型、β-缺失型、（α＋11S group Ⅰ＋llSA4A5B3）-缺失型和（α′＋α）-亚基缺失型5种新的7S球蛋白亚基缺失变异类型。首次在（α＋β）-亚基缺失型材料系统内检测到（α-缺失＋-低含量）型和β-缺失型重组个体,说明该系统内α-亚基缺失与β-亚基缺失特性的独立遗传是可能的。     

大豆7S球蛋白β-伴大豆球蛋白亚基的氨基酸序列分析

为了分析大豆7S球蛋白β-伴大豆球蛋白不同亚基氨基酸组成对大豆营养品质的影响,利用生物信息学软件(BIOEDIT,DNAMAN)对已在GenBank数据库中注册的大豆7S球蛋白β-伴大豆球蛋白亚基氨基酸序列分析各亚基氨基酸组成和氨基酸序列比对。结果表明,3种亚基中色氨酸、蛋氨酸、半胱氨酸含量较低,其中β-亚基则不含色氨酸;3种亚基富含谷氨酸和亮氨酸,其中α-亚基谷氨酸最高,为13.16%,β-亚基中亮氨酸的含量最高,为10.48%。谷氨酰胺、精氨酸、丝氨酸的含量也较高。氨基酸序列比对分析结果表明,序列保守位点较多,同源进化树分析证明3种亚基亲缘关系较近。     

具有中国大豆遗传背景的7S与11S多亚基缺失型大豆新品系的创制

利用我国高油大豆品种东农47与日本引进多亚基缺失型育种材料日B,采用回交、三交的育种方法,综合系谱选择,通过SDS-PAGE技术分析亚基组成,在BC₁、BC₃及三交种F₈群体内,选育到(α+11S groupⅡa)-缺失型、(α′+11S groupⅡa)-缺失型、[(α′+α)+11S groupⅡa、Ⅱb]-缺失型、[(α′+α)+11S groupⅡa]-缺失型、[(α′+α)+11S groupⅡb+X₁X₂]-缺失型、[(α′+α)+11S groupⅡb]-缺失型和(α′+11S groupⅠ、Ⅱa)-缺失型共7种具有中国大豆遗传背景的7S球蛋白α′、α亚基与11S球蛋白groupⅠ(A_1aB_1b,A₂B_1a,A_1bB₂)、groupⅡa(A₄A₅B₃)和groupⅡb(A₃B₄)不同亚基缺失组合新种质。测定优良品系的综合农艺性状及氨基酸组成、含量,结果表明,与对照相比,各种缺失突变体的各种氨基酸组分含量普遍提高,蛋白总量普遍高于轮回亲本,精氨酸含量特别是游离精氨酸的含量大幅提高。其中亚基组成为(α+11S groupⅡa)-缺失型品系G2-2-3的17种氨基酸含量、氨基酸总量、蛋氨酸含量均显著高于轮回亲本东农47,特别是游离精氨酸含量高出7.27mg/g。以上结果表明,7S与11S多亚基缺失型优良品系在有效去除致敏蛋白的同时,可以提高大豆蛋白氨基酸含量, 改善大豆蛋白氨基酸组分配比。各种致敏蛋白缺失型大豆优良新品系的获得,大大丰富了我国蛋白质组分改良育种的种质基础。     

转Na+/H+逆向转运蛋白基因(nhaA)大豆植株的获得及耐盐性分析

高盐对作物造成渗透胁迫和离子毒害,是影响作物生长发育的主要非生物胁迫因子之一。Na+/H+逆向转运蛋白能够通过将Na+排出细胞或将其区隔化入液泡中来调节细胞内的离子平衡,是植物耐盐的关键因子。本研究将质膜Na+/H+逆向转运蛋白基因nhaA构建到植物表达载体pBI121上,通过发根农杆菌介导转化大豆子叶节,获得6株卡那霉素抗性再生植株。对抗性植株进行PCR、Southern blot和RT-PCR鉴定,3株植株呈阳性,平均转化率为0.42%。对阳性植株的耐盐生理指标测定结果显示,盐胁迫后转基因植株的质膜相对电导率显著低于对照植株,叶绿素含量和脯氨酸含量显著高于对照植株。nhaA基因在大豆植株中的表达显著提高了大豆对盐胁迫的耐受性,为大豆耐盐新品种的选育和广泛应用该基因进行其它农作物的耐盐性改良提供了材料和依据。