我国普通小麦低分子量麦谷蛋白亚基基因组成分析

摘要

小麦低分子量麦谷蛋白(LMW-GS)是小麦种子储藏蛋白的主要组成部分，是决定小麦面团粘弹特性的关键因素之一，对小麦的加工品质具有重要影响。
　　由于低分子量麦谷蛋白亚基是一个多基因家族，其基因拷贝数多，分子量小，且在电泳图谱上与醇溶蛋白相互重叠，利用SDS-PAGE等传统方法很难有效的分离鉴定一个小麦品种中的所有LMW-GS亚基，尤其是对大量种质材料的LMW-GS亚基鉴定工作来说更是困难。
　　LMW-GS基因分子标记体系很好地解决了以往方法的不足之处，该分子标记体系可准确、高效的鉴定一个小麦品种中的LMW-GS基因，用于分析小麦大规模群体LMW-GS基因的组成。
　　本实验选取包括中国主栽品种、重要亲本、地方品种及外国引进品种的2787份重要小麦种质材料，利用LMW-GS基因分子标记鉴定体系，对这些小麦品种中的LMW-GS基因组成进行了分析，主要研究结果如下:
　　1.在我国小麦种质资源中，每个至少可检测到10个LMW-GS基因。
　　2.在Glu-A3位点，检测到2个m-type基因和4个i-type基因，位于该位点的i-type基因紧密连锁，共形成12种单体型，含单体型A3-502/620的小麦数目最多，占该种质材料的58.42％，其次是单体型A3-484/575/578/662，占该种质材料的26.85％;在Glu-B3位点，检测到3个m-type基因和3个s-type基因，位于该位点的s-type基因紧密连锁，形成不同的单体型，根据基因的组成，这些单体型可分为2大类，即含B3-621基因的单体型和含B3-688基因的单体型，B3-544/578/621和B3-688/N是主要单体型;在Glu-D3位点，检测到1个s-type基因和7个m-type基因，该位点的基因组成较为保守，基因间不存在连锁关系。
　　3.在Glu-A3位点，有20种基因型，以类型5、14、15、19、20为主;在Glu-B3位点，有19种基因型，以类型1、2、11为主;在Glu-D3位点，有21种基因型，以类型2、4、5、6为。1BL/1RS易位系在该种质资源中占有比例为44.21％。
　　4.9个省份中，甘肃省小麦在3个位点上的LMW-GS基因组成类型较少，推测原因可能是该省的供试小麦数目较其他省份偏少的缘故;而山东、河南、河北、四川的小麦在3个位点上的LMW-GS基因组成类型较多，说明这几个省的小麦材料在LMW-GS基因组成上具有较大的遗传变异。国内和国外小麦材料在LMW-GS基因组成上比较一致。对微核心种质资源中地方品种的LMW-GS基因组成进行了比较分析，1BL/1RS易位系在地方品种中没有发现，地方品种中的一些基因型在种质资源中没有发现，我国小麦种质资源中的一些基因型较地方品种相同的基因型的比例有所升高，而另一些基因型较地方品种相同基因型的比例相应有所降低，说明我国小麦种质资源的选育是在地方品种的基础上进行了系统的选择。
　　5.在Glu-A3位点，具有i-type单体型A3-502/646的小麦品质较差，而含有单体型A3-484/565/568/662的品质往往较好;在Glu-B3位点，含基因型B3-530/578/607/621、B3-530/578/544/621、B3-510/570/688/691的小麦材料具有较好的品质特性，而基因型B3-530/688与小麦品质呈负相关;对于Glu-D3位点上的5个亚基来说均没有发现显著的差异。
　　6.进一步确定的LMW-GS基因分子标记体系已非常完善，可用于对世界各地小麦品种LMW-GS基因组成进行分析。
　　以上的研究结果，进一步证明了LMW-GS分子标记鉴定体系对分离和鉴定小麦品种中的LMW-GS基因具有重大价值和实际意义，而且也明确了我国主要小麦种质资源的LMW-GS基因组成，对我国优质小麦品种的选育具有重要参考价值。

目录

声明

致谢

摘要

1 文献综述

1．1 引言

1．2 小麦籽粒储藏蛋白的组成和分类

1．3 小麦低分子量麦谷蛋白的研究进展

1．3．1 低分子量麦谷蛋白的研究背景和分类

1．3．2 低分子量麦谷蛋白亚基基因的结构和组成

1．3．3 低分子量麦谷蛋白亚基基因的染色体定位

1．3．4 低分子量麦谷蛋白亚基基因克隆的研究

1．3．5 低分子量麦谷蛋白与小麦面粉加工品质间的关系

1．3．6 基于常规PCR技术的低分子量麦谷蛋白亚基基因分子标记的开发

1．4 本研究的选题

2 材料和方法

2．1 实验材料

2．1．1 植物材料

2．1．2 实验试剂

2．2 实验方法

2．2．1 DNA的提取(采用CTAB法)

2．2．2 引物设计

2．2．3 小麦LMW-GS基因命名系统的建立

2．2．4 PCR反应体系及过程

2．2．5 PCR产物的琼脂糖凝胶电泳

2．2．6 PCR产物的AB13730分析仪检测

2．2．7 数据统计分析

3 结果与分析

3．1 我国小麦重要种质资源的LMW-GS基因组成分析

3．1．1 Glu-A3位点LMW-GS基因组成及等位变异分析

3．1．2 Glu-B3位点LMW-GS基因组成及等位变异分析

3．1．3 Glu-D3位点LMW-GS基因组成及等位变异分析

3．2 LMW-GS基因在Glu-A3、Glu-B3、Glu-D3位点上的主要基因型分析

3．3 LMW-GS基因在Glu-A3、Glu-B3、Glu-D3位点上的优质基因分析

3．4 9大省份LMW-GS基因在Glu-A3、Glu-B3、Glu-D3位点上的主要基因型分析及比较

3．5 国内外LMW-GS基因在Glu-A3、B3、D3位点上的主要基因型分析及比较

3．6 2787份小麦材料与微核心种质资源中地方品种的LMW-GS基因在Glu-A3、B3、D3位点上的主要基因型分析及比较

4 讨论

4．1 小麦Glu-3位点的LMW-GS基因组成解析

4．1．1 Glu-A3位点的LMW-GS基因

4．1．2 Glu-B3位点的LMW-GS基因

4．1．3 Glu-D3位点的LMW-GS基因

4．2 3个位点LMW-GS基因型分析及比较

4．3 LMW-GS基因在Glu-A3、Glu-B3、Glu-D3位点上的优质基因分析

4．4 1BL／1RS易位系的分析

4．5 建立一个完善的LMW-GS基因的分子标记体系

5 结论

参考文献

附录 试剂配制