中国黑小麦低分子量麦谷蛋白亚基的基因克隆及序列分析

摘要

低分子量麦谷蛋白亚基(low molecular weight glutenin subunit,LMW-GS)是小麦籽粒贮藏蛋白的重要组分,其组成和数量直接影响和决定着小麦的加工品质。分析中国黑小麦中的LMW-GS,对普通小麦品质育种上有重要的理论和应用价值。
　　本文根据已发表的LMW-GS基因的序列比对结果设计了扩增低分子量谷蛋白基因完整编码区的简并引物,采用PCR方法从中国黑小麦76中分离出3个低分子量麦谷蛋白亚基(LMW-GS)基因,命名为LMW-GS76-1、LMW-GS76-2和LMW-GS76-3。推导氨基酸序列比较显示,LMW-GS76-1、LMW-GS76-2和LMW-GS76-3之间的相似性为72.32％,在N-末端重复区部分和C-末端区中存在着差异。其主要结果如下:
　　1.根据已发表的 LMW-GS基因的序列比对结果设计了扩增低分子量谷蛋白基因完整编码区的简并引物对中国黑小麦76的总DNA进行扩增获得了约900 bp左右的DNA片段,与预期的低分子量麦谷蛋白基因编码区的长度接近。
　　2.克隆并测序后获得3个不同的亚基基因 LMW-GS76-1、LMW-GS76-2和LMW-GS76-3。LMW-GS76-1编码区全长897bp,编码298个氨基酸;LMW-GS76-2编码区全长924bp,编码307个氨基酸;LMW-GS76-3编码区全长966bp,编码321个氨基酸。其在N、C端核苷酸的组成上存在保守性,具有LMW-GS基因的典型结构特征。
　　3.序列比较分析显示,这3个序列与小麦族物种的低分子量麦谷蛋白亚基基因序列有较高的一致性。分析表明,LMW76-1和LMW76-2可能是由Glu-D3位点编码的。LMW76-3可能是由Glu-A3位点编码的。

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1 绪 论

1.1 小麦种子贮藏蛋白质概述

1.2 小麦低分子量麦谷蛋白研究进展

1.3 中国黑小麦简介

1.4 生物信息学的应用

1.5 论文的设计及研究的目的与意义

2 实验材料与仪器

2.1 实验材料

2.2 主要仪器设备

3 研究方法

3.1 黑小麦76基因组DNA的获取

3.2 基因组PCR反应

3.3 PCR产物的克隆

3.4 转化

3.5 质粒提取与酶切

3.6 序列测定与比较分析

4 结果与讨论

4.1 基因克隆及测序结果

4.2 LMW-GS76序列与结构分析

4.3 氨基酸序列一致性比较

4.4 LMW76-1、LMW76-2、LMW76-3的类型

4.5 LMW76的N-末端序列的位点特异性

4.6 LMW76序列结构与小麦品质关系的探讨

5 总结与展望

致谢

参考文献

附录