烏拉爾圖小麥醇溶蛋白基因的組成及位點分析.pdf

1、小麥是我國主要的糧食作物之一，其品質(zhì)受到人們越來越多的關(guān)注。醇溶蛋白約占種子儲藏蛋白總量的50％~60%，對面團的延展性起著重要的作用，從而影響小麥的加工品質(zhì)。由于醇溶蛋白基因是多基因家族，其基因拷貝數(shù)多、序列相似性高，再加上小麥基因組的龐大，對于小麥品種中醇溶蛋白基因的數(shù)目及表達模式很難確定。本研究采用已有基因組框架圖序列的烏拉爾圖小麥PI428198（G1812）為研究材料，分別從DNA、RNA和蛋白質(zhì)三個不同的方面對醇溶蛋白基因家

2、族進行了系統(tǒng)研究。主要結(jié)果如下：
　　以G1812不同生長時期的幼嫩葉片DNA和開花后5 d、10 d、15 d、20 d、25 d種子cDNA為模板進行PCR擴增，共克隆得到28個醇溶蛋白基因，包括23個α-、3個γ-和2個ω-醇溶蛋白基因，其中從G1812基因組中預(yù)測出的9個醇溶蛋白基因均在PCR克隆的方法中得到。利用RNA-Seq對這28個醇溶蛋白基因的表達模式進行分析，其中具有完整ORF的16個基因的表達模式基本一致，即在

3、花后5 d的種子和10d的旗葉中表達量很低，從5DPA到10DPA表達量迅速上升，在15DPA達到最大，然后在20DPA到25DPA開始逐步下降。為了驗證16個表達基因是否具有蛋白產(chǎn)物以及這些蛋白產(chǎn)物的特點，利用雙向電泳（2-DE）和MALDI-TOF/TOF-MS對G1812種子中醇溶蛋白進行分析，通過2-DE發(fā)現(xiàn)16個表達量相對較高的蛋白點，包括12個醇溶蛋白、3個低分子量麥谷蛋白和1個Avenin-3蛋白，并且12個醇溶蛋白點都能

4、從本文所克隆的28個基因中找到相匹配的基因。通過進化樹分析，所有的醇溶蛋白基因均能在四倍體或六倍體小麥中找到同源序列，也進一步證明T.urartu是A基因組的供體。
　　利用從醇溶蛋白基因保守區(qū)段設(shè)計的3對保守引物，篩選了G1812的BAC文庫，獲得了128個包含α-醇溶蛋白基因的陽性單克隆，13個ω-醇溶蛋白基因的陽性單克隆和一個γ-醇溶蛋白基因的陽性單克隆。經(jīng)過限制性內(nèi)切酶圖譜和 BAC末端序列的分析選出24個陽性單克隆利用三

5、代測序技術(shù)進行測序，獲得長度超過100kb的Contig8個。Contig_1471_1455_1454序列中有24個ORF，10個能找到有功能注釋的蛋白，其中有2個屬于Omega-gliadin蛋白。Omega-2-gliadin是完整基因，但是與Gli-27和Gli-28所推導(dǎo)的氨基酸序列差異較大，并且該 Contig序列中有一個長約23.6kb的復(fù)制區(qū)域。Contig_1_1484_1485_1486_1487_2序列中含有25個