栽培二粒小麦与沙融山羊草杂交后代低分子量谷蛋白亚基基因遗传变异分析

摘要

本研究对栽培二粒小麦、沙融山羊草及二者远缘杂交双二倍体后代的低分子量谷蛋白亚基(Low molecular weight glutenin subunit，LMW-GS)基因进行分离，以探寻LMW-GS基因远缘杂交过程中的遗传变异情况，探讨其变异规律，为品质育种实验提供基础。主要研究结果如下:
　　1、利用已知的LMW-GS基因设计不同类型特异引物，共获得64条基因。其中，LMW-m共分离得到33条基因，沙融山羊草分离得到9条真基因和1条假基因，基因相似性为68.20％-99.70％;栽培二粒小麦分离得到6条真基因和6条假基因，基因相似性为53.11％-99.89％;双二倍体分离得到5条真基因和6条假基因，基因相似性为90.25％-99.89％;双二倍体与沙融山羊草基因相似性为63.74％-74.98％，与栽培二粒小麦基因相似性为55.90％-99.89％。LMW-s共分离出31条基因，沙融山羊草分离得到10条真基因和1条假基因，基因相似性为86.24％-99.79％;栽培二粒小麦分离得到9条真基因和1条假基因，基因相似性为49.12％-98.56％;双二倍体分离得到10条真基因，未分离出假基因，基因相似性在62.95％-99.81％;双二倍体与沙融山羊草基因相似性为62.95％-99.81％，与栽培二粒小麦基因相似性为48.03％-99.80％。
　　2、将双二倍体与亲本进行相似性比较，LMW-m分离得到双二倍体的11条基因，全部与亲本栽培二粒小麦相似型最高。LMW-s分离得到的10条基因中，全部与亲本沙融山羊草相似型最高。
　　3、在栽培二粒小麦、沙融山羊草及二者远缘杂交双二倍体三个材料中，无论是LMW-m还是LMW-s，真基因Ks/Ka值都较大，表明在LMW-m和LMW-s基因中，同义突变频率(Ks)比非同义突变频率(Ka)高;在假基因中，Ks/Ka值较小，非同义突变频率(Ka)比同义突变频率(Ks)高。
　　4、LMW-m和LMW-s蛋白的氨基酸序列的一级结构都主要由4个部分组成，即信号肽、N末端区、重复区和C末端区。信号肽与N末端区是比较保守的，变异很少。而重复区和C末端区变异程度较大。基因间的差异体现在在单个或者多个碱基的缺失、替代和插入。
　　5、针对LMW-m和LMW-s基因进行聚类分析，结果显示，LMW-m基因主要分为4类，其中双二倍体与亲本栽培二粒小麦聚在一起，表明双二倍体分离出的LMW-m主要来源于栽培二粒小麦。而LMW-s则不同，LMW-s主要分为2类，双二倍体与沙融山羊草聚在一起，表明双二倍体分离出的LMW-s主要来源于沙融山羊草。

目录

声明

摘要

1 文献综述

1．1 栽培二粒小麦和沙融山羊草

1．2 小麦贮藏蛋白的分类

1．3 低分子量谷蛋白亚基基因研究现状概述

1．3．1 LMW-GS的发现与分类

1．3．2 LMW-GS的分子结构和组成

1．3．3 LMW-GS的染色体定位

1．3．4 已知的LMW-GS基因

1．3．5 小麦近缘属种中的LMW-GS基因

1．3．6 LMW-GS与小麦品质研究进展

1．4 远缘杂交在小麦遗传改良中的运用

1．5 立题依据

2 实验方案

2．1 实验材料

2．2 实验步骤

2．2．1 DNA提取

2．2．2 基因组DNA目的片段的PCR扩增

2．2．3 PCR产物的回收、纯化

2．2．4 与TA克隆载体的连接反应

2．2．5 大肠杆菌的转化

2．2．6 阳性克隆筛选

2．2．7 序列测定、比较分析及生物信息学分析

3 结果与分析

3．1 PCR扩增与克隆

3．2 双二倍体后代与亲本基因相似性比较

3．3 LMW-m，LMW-s的同义突变频率与非同义突变频率比较

3．4 LMW-GS氨基酸序列一级结构

3．5 LMW-GS核苷酸序列的聚类分析

4 讨论

参考文献

致谢