小麦“陕253”低分子量谷蛋白基因的克隆与序列分析

为了挖掘和有效利用陕253中的优良基因,根据LMW-GS编码基因5′和3′端的保守序列设计引物,采用PCR方法以陕253的基因组DNA为模板进行扩增,分别回收并克隆到载体上,测序后得到11个新LMW-GS基因。GenBank登录号分别为GQ892576~GQ892580和GQ892583~GQ892588,其长度为903~1 081 bp。其中,GQ892576、GQ892585、GQ892586、GQ892587和GQ892588具有完整编码区,可分别编码305、351、298、351和307个氨基酸残基的成熟蛋白。而GQ892577、GQ892578、GQ892579、GQ892580、GQ892583和GQ892584由于在编码区内出现提前终止密码子,推测为假基因。推导的氨基酸序列结果显示:它们都具有LMW-m型低分子量谷蛋白亚基的典型结构特征。     

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.     

陕西关中地区不同冬小麦品种晚播高产的适宜播期和密度

设置3个冬小麦品种、4个播期和4种密度的大田裂区试验,研究晚播条件下的播期密度对冬小麦群体性状和产量的影响以及不同品种的高产适宜播期和密度。结果表明,各品种的群体总茎蘖数和穗数随着播期推迟和密度降低而下降;不同小麦品种晚播高产的适宜播期和适宜密度并不相同。西农979的适宜晚播期为10月15日,在450万苗/hm2下产量最高达到9.20 t/hm2;小偃22晚播期为10月19日,在密度225万苗/hm2下产量最高达8.29 t/hm2;陕558在10月27日播种,375万苗/hm2下产量最高为8.16 t/hm2。可见不同冬小麦品种在其适期晚播的基础上通过相适应的播种密度予以调控,同样能够达到适宜的群体结构,并实现小麦高产。     

小麦品种陕253 γ-醇溶蛋白基因的克隆、原核表达与功能鉴定

利用设计合成的特异γ-醇溶蛋白基因引物,采用PCR方法从小麦品种陕253克隆获得一个γ-醇溶蛋白基因(GenBank登录号GQ857626)。序列分析表明,该基因编码产物的II区由于碱基转换产生一个额外的半胱氨酸残基。构建了GQ857626的原核表达载体并转入表达菌株E. coli Rosetta gami B(DE3),IPTG诱导其成功表达。使用HisTrap HP组氨酸标记亲和层析柱纯化该基因的表达产物,并使用4 g粉质仪分析其功能。结果显示,将此纯化蛋白通过氧化还原反应整合到基础面粉后,面团的形成时间缩短,稳定时间减少,弱化度增加,导致主要的粉质指数明显下降,说明该亚基对面团流变学性质整体表现不利。     

簇毛麦新型低分子量谷蛋白亚基的分子克隆与序列分析

为发掘低分子量谷蛋白亚基（LMWGS）新的变异类型,通过设计引物和特异PCR扩增,从簇毛麦TA2127基因组DNA中得到14个LMWGS基因,GenBank登录号分别为HQ615147～HQ615160。序列分析表明,所有基因具有完整编码区,长度为831 bp和846 bp,可编码277和282个氨基酸残基,推导的氨基酸序列分析显示,14个基因编码的蛋白序列都缺少一段N端保守区,且N端序列是一种新的类型;在14个LMWGS基因中检测到19个SNPs和1个16 bp 的缺失。系统进化分析表明,簇毛麦LMWGS与ω醇溶蛋白和HMWGS亲缘关系相对较远,与普通小麦 Glu3的低分子谷蛋白基因进化关系相对较近。     

普通小麦中α-醇溶蛋白基因(GQ891685)的克隆、表达及品质效应鉴定

【目的】利用E.coli体外大量高效表达带有1个额外半胱氨酸残基的α-醇溶蛋白,经Ni+-NTA柱纯化获得目标蛋白,通过氧化-还原反应将其整合到基础面粉中,利用粉质仪研究其对面团流变学特性的影响,以确定该基因表达产物的加工品质效应。【方法】根据α-醇溶蛋白基因编码区保守序列设计引物,从小麦品种陕253中克隆到1条含α-醇溶蛋白基因编码区的目的片段,长度为1243bp(GenBank登录号GQ891685),构建了该基因的原核表达载体pET32a-S253-Agli,在大肠杆菌E.coliBL21(DE3)中经IPTG诱导表达,对表达的蛋白进行亲和层析及低温冷冻干燥回收、纯化,通过微量掺粉试验,在4g粉质仪上测定其对面团流变学特性的影响。【结果】该基因片段包含900bp的完整编码序列及部分5′-调控元件;Uniq domainⅡ区第6位氨基酸密码子C→G的转换,导致丝氨酸Ser→半胱氨酸Cys的变化,这1额外的半胱氨酸将有可能参与形成1个分子间二硫键;用IPTG诱导表达,经SDS-PAGE及Western blotting检测,证实融合蛋白表达成功并主要以包涵体形式存在;粉质结果表明,添加S253-Agli蛋白虽然能够增加面团的带宽及机械耐力系数,却因显著缩短面团稳定时间及形成时间而对面团的粉质参数产生了总体的负面效应。【结论】具有1个额外半胱氨酸残基的α-醇溶蛋白GQ891685增强了面筋弹性,但降低了面筋强度。     

小麦品种陕253ω-醇溶蛋白基因的克隆及序列分析

为了获得优良品种陕253有关ω-醇溶蛋白基因的相关信息,根据已报道的ω-醇溶蛋白基因序列设计特异引物,采用PCR方法对小麦(Triticum aestivum L.)品种陕253总DNA进行扩增,回收1 000 bp左右的片段,经纯化、克隆并测序,获得5个不同的ω-醇溶蛋白新基因,命名为Gli-S253-1、Gli一S253-2、Gli-S253-3、Gli-S253-4和Gli-S253-5,GenBank登录号分别为:GQ423428、GQ423429、GQ423430、GQ423431和GQ423432.序列分析表明:(1)ω-醇溶蛋白基因沉默主要有4种类型(Q→*、I→*、R→*和W→*),并以第一种类型为主(占66.6%);(2)从三联体密码角度看,谷氨酰胺(Q)的两种编码方式最容易发生沉默突变(CAA→TAA和CAG→TAG);(3)从突变位点来看,沉默主要发生于三联体密码的第一位碱基(占77.8%),第二位碱基发生突变的频率占33.3%,但未见第三位沉默突变;GQ423428出现了罕见的ATA→TAA类沉默,同时涉及两个位点的变异;(4)就基因沉默突变的数目而言,GQ423428和GQ423429各高达6次,其中4个位点(349、373、478和592)为上述5条记录所共有;(5)从编码成熟蛋白的结构上看,沉默突变主要集中于ω-醇溶蛋白重复区,信号肽区及N-端区未发现此类变异;(6)进化分析表明,小麦族的ω-gliadin/secalin分成3支,其中小麦来源的ω-gliadin聚成一支.上述结果表明,本研究从陕253成功分离到5条存在丰富多样性的ω-醇溶蛋白编码基因,为深入研究优质的来源及分子辅助育种提供参考.     

荞麦ARF基因家族的鉴定及生物信息学分析

生长素响应因子(auxin response factor, ARF)基因应答了生长素信号,在植物生长发育中具有重要的调控作用。以荞麦基因组数据库为基础,利用BlastP比对程序共鉴定了21个荞麦ARF基因,并对其基因结构、编码蛋白理化性质、保守结构域、保守基序、亚细胞定位、潜在磷酸化位点及系统进化关系进行了分析。基因结构分析表明,21个荞麦ARF基因均含有内含子,且不同基因间内含子数目存在较大差异。保守结构域分析显示,21个ARF蛋白均含有保守的B3和ARF结构域,部分ARF蛋白还含有Aux/IAA结构域。蛋白保守基序分析表明,21个ARF蛋白共有10个保守基序,基序长度在13~55个氨基酸之间。亚细胞定位分析表明,大多数ARF蛋白定位于细胞核,个别定位于叶绿体。潜在磷酸化位点分析显示,所有ARF蛋白均含有潜在的丝氨酸(Ser)、苏氨酸(Thr)和酪氨酸(Tyr)磷酸化位点,但各蛋白的不同磷酸化位点的数目差异较大。系统进化分析表明,21个ARF基因可以分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个亚家族,其中,Ⅰ亚家族可以进一步分为Ⅰa和Ⅰb两个家族,Ⅱ亚家族可以进一步分为Ⅱa和Ⅱb两个家族。研究结果为进一步克隆荞麦ARF基因及深入研究它们在荞麦中的功能提供了参考。     

荞麦新品种苏荞2号的选育与栽培技术

苏荞2号是以威甜1号为母本、纯甜4202为父本进行杂交选育而成的高产、优质、抗倒伏的荞麦新品种。介绍了苏荞2号的选育经过,并对其特征特性,包括农艺性状、品质、抗逆性和产量进行了研究,在此基础上总结了其栽培技术。     

小麦族十一个物种的叶绿体psaC基因序列比较分析(简报)

植物叶绿体基因组的psaC基因有非常重要的功能,是植物光化学反应和光系统Ⅰ的组成成分。本研究对小麦族11个物种的psaC基因进行了扩增、测序和对比分析。结果表明,1)psaC基因编码区非常保守,存在3个SNP位点,但这3个突变位点都为同义突变,并没有引起氨基酸的改变。2)在psaC基因的间隔区,栽培大麦多了一个6 bp的‘CAAAAA’多核苷酸插入。在已经研究的植物中,该‘CAAAAA’多核苷酸插入是栽培大麦所特有的,表明该片段是在大麦物种分化以后插入的。该片段不但可以作为栽培大麦特异的标记序列,而且在大麦属物种的系统进化关系研究中有特殊的用途。3)发现的SNPs位点可用于相关物种的细胞质分子标记开发。