野生二粒小麥籽粒性狀和貯藏蛋白遺傳多樣性與可利用性評價.pdf

1、野生二粒小麥(Triticumdicoccoides，2n=4x=28，AABB)是普通小麥(TriticumaestivumL.，2n=6x=42，AABBDD)的二級基因源，具有粒大、蛋白質(zhì)含量高、貯藏蛋白遺傳多樣性豐富、抗銹病、白粉病以及散黑穗病等優(yōu)良性狀，是進行普通小麥改良的重要遺傳資源。本研究在對110份來自以色列的野生二粒小麥籽粒性狀(蛋白質(zhì)含量、千粒重、籽粒長度與寬度)進行了測定的基礎(chǔ)上，根據(jù)已發(fā)表的LMW-GS基因的序列

2、比對結(jié)果設(shè)計特異引物，對其蛋白質(zhì)含量最高的D42和最低的D81兩份材料的低分子量谷蛋白基因完整編碼區(qū)進行擴增，對擴增產(chǎn)物回收、克隆、測序和二級結(jié)構(gòu)預測，獲得主要結(jié)果如下： 1.野生二粒小麥的蛋白質(zhì)含量、千粒重、籽粒長度、寬度及長×寬均具有豐富的遺傳多樣性。蛋白質(zhì)含量變幅13.17～27.20％，平均含量19.89％，其中，蛋白質(zhì)含量達18％以上的占68.2％；千粒重變幅7.95～42.78g，平均20.36g；籽粒長度變幅為8.

3、11～12.48mm，平均10.69mm，其中，粒長達10mm以上的占80.91％；籽粒寬度變幅1.46～2.89mm，平均2.10mm；籽粒長×寬變幅11.92mm2～31.28mm2，平均22.57mm2，籽粒長×寬達20mm2以上的占71.82％。 2.相關(guān)分析表明，110份供試材料的蛋白質(zhì)含量與千粒重整體上呈顯著負相關(guān)，與粒長顯著正相關(guān)。千粒重與粒長、寬均具有極顯著正相關(guān)性，與其長×寬為顯著正相關(guān)。但是，蛋白質(zhì)含量與千粒

4、重之間相關(guān)性的具體表現(xiàn)因材料不同而異，如：14、22、23、25、41、104，這6個材料不僅蛋白含量高達19％左右，而且其相應(yīng)的千粒重也在30g以上。 3.對蛋白質(zhì)含量最高和最低的兩份材料D42和D81總DNA進行PCR擴增，得到長度分別為1000bp左右的擴增條帶，與預期低分子量麥谷蛋白基因編碼區(qū)的長度接近。經(jīng)克隆、篩選、測序后獲得2個不同的低分子量谷蛋白亞基基因序列：LMW-D42和LMW-D81。LMW-D42和LMW-

5、D81核苷酸序列長度分別為1011bp和1053bp，可分別編碼336和350個氨基酸殘基的成熟蛋白。LMW-D42和LMW-D81的氨基酸序列估算的分子量分別為38kDa和39kDa，根據(jù)分子量的大小它們應(yīng)屬于C型亞基。根據(jù)LMW-GS的N-末端氨基酸序列，LMW-D42和LMW-D81的N-末端序列都為METSHIP-，因此這兩個基因應(yīng)屬于LMW-m型。LMW-D42和LMW-D81與已報道的定位于B染色體組Glu-B3位點編碼的G

6、eneBank收錄號為Y14104、AJ537508的硬粒小麥的LMW-GS基因編碼的氨基酸序列同源性很高。LMW-D42和LMW-D81推導氨基酸二級結(jié)構(gòu)預測結(jié)果顯示它們具有相似的二級結(jié)構(gòu)，信號肽是α-螺旋結(jié)構(gòu)，N-末端存在α-螺旋結(jié)構(gòu)和不規(guī)則卷曲，重復區(qū)主要是不規(guī)則卷曲，在C-末端α-螺旋結(jié)構(gòu)大小不一、間斷排列于不規(guī)則卷曲結(jié)構(gòu)，同時還出現(xiàn)少量的β-折疊。 4.同源性聚類分析，將LMW-D42、LMW-D81、Y14104、A