大豆种质11S球蛋白AB、AAB和AB亚基缺失的分子机制

摘要

本文以10个大豆亚基缺失品种为材料，包括1个A1aB1b亚基缺失，7个A5A4B3亚基缺失和2个A3B4亚基缺失，以亚基正常的南农大黄豆为参照，在考察了它们亚基缺失稳定性的基础上，系统地对亚基缺失的分子遗传机制进行了探究，结果如下：
　　 (1)10个供试材料的缺失表型各对应于基因水平上不同类型的突变，这些突变在遗传上是稳定性的，没有伴随着其它变异的产生。
　　 (2)与参照南农大黄豆以及NCBI上的正常序列相比，A1aB1b亚基缺失材料桂阳紫金豆的Gyl基因中存在大片段的序列重复，涉及长度达584bp，但突变的存在并不影响基因的正常转录。相应地，在其cDNA中也发现了额外的一段203bp的重复序列。由于发生变异的地方位于基因和cDNA序列的后半段，其mRNA翻译时在此处的读码框将发生改变，且被提前终止，得不到完整的A1aB1b亚基前体，导致缺失。
　　 (3)7个A5A4B3亚基缺失材料的cDNA的起始密码子均发生了点突变，由ATG突变成了ATA，从而丧失启始mRNA翻译的正常功能，与王红玲(2006)发现这些材料Gy4基因的起始密码子突变情况相吻合。该突变表现出良好的规律性和保守性，同样也不影响基因的正常转录，可在接下来mRNA的翻译过程中，起始密码子的突变将导致读码的移位，产生一个全新的、极短的开放读码框，使得理论上只能得到4个氨基酸的蛋白质序列：MLCY。因此，这个关键位点的突变极有可能便是这7个缺失材料缺失A5A4B3亚基的共同原因。
　　 (4)对两个A3B4亚基缺失材料Gy5基因的终止密码子所在片段进行克隆测序，没有发现终止密码子出现了变异，但在西峡小粒黄的cDNA序列中，终止密码子却由正常的TAA突变成了编码谷氨酰胺(Gln)的CAA。结合王红玲(2006)对黑豆一号的研究，发现两个A3B4亚基缺失材料在基因没有突变的情况下，其cDNA都在同样的位置上发生了点突变，具有一定的规律性和保守性。终止密码子突变的结果是，突变的mRNA的翻译将不能被及时终止，与正常的A3B4亚基前体相比，由它所得到的氨基酸序列会在C端多出一段含17个氨基酸残基的尾巴，引起缺失。由于该点突变只发生于cDNA水平上，而在DNA水平保持正常，因此推测突变的产生可能与RNA的编辑有关，而在大豆球蛋白亚基研究中还未见有该方面的报道。

目录

文摘

英文文摘

符号说明

第一章 文献综述

1 大豆种子贮藏蛋白的研究现况

1.1 大豆种子蛋白的重要作用

1.2 大豆种子蛋白含量

1.3 大豆种子贮藏蛋白及其主要组分

1.4 大豆主要贮藏蛋白的合成积累

2 大豆球蛋白亚基基因

2.1 大豆球蛋白亚基基因的组成及结构

2.2 大豆球蛋白亚基基因的遗传特性

3 大豆球蛋白亚基含量变异的研究

3.1 7S球蛋白亚基含量变异

3.2 11S球蛋白亚基含量变异

第二章 A1aB1b亚基缺失的分子机制

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.2 主要试剂及试验仪器

1.3 实验方法

2 结果与分析

2.1 SDS-PAGE电泳

2.2 植株叶片基因组DNA的提取

2.3 大豆籽粒总RNA的提取

2.4 A1aB1b亚基缺失的研究

3 讨论

第三章 A5A4B3和A3B4亚基缺失的分子机制

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.2 主要试剂及试验仪器

1.3 实验方法

2 结果与分析

2.1 亚基缺失的验证

2.2 植株叶片基因组DNA的提取

2.3 大豆籽粒总RNA的提取

2.4 A5A4B3亚基缺失的研究

2.5 A3B4亚基缺失的研究

3 讨论

全文结论和工作展望

参考文献

附录1. 南农大黄豆和AlaBlb亚基缺失材料桂阳紫金豆的Gy1基因序列

附录2. 南农大黄豆和AlaBlb亚基缺失材料桂阳紫金豆Gy1基因的cDNA序列

附录3. 南农大黄豆和七个A5A4B3亚基缺失材料Gy4基因的cDNA序列

附录4. 两个A3B4亚基缺失材料Gy5基因的部分序列

附录5. A3B4亚基缺失材料西峡小粒黄Gy5基因的cDNA序列

在读期间发表的论文

致谢