野生二粒小麦籽粒性状和贮藏蛋白遗传多样性与可利用性评价

摘要

野生二粒小麦(Triticumdicoccoides，2n=4x=28，AABB)是普通小麦(TriticumaestivumL.，2n=6x=42，AABBDD)的二级基因源，具有粒大、蛋白质含量高、贮藏蛋白遗传多样性丰富、抗锈病、白粉病以及散黑穗病等优良性状，是进行普通小麦改良的重要遗传资源。本研究在对110份来自以色列的野生二粒小麦籽粒性状(蛋白质含量、千粒重、籽粒长度与宽度)进行了测定的基础上，根据已发表的LMW-GS基因的序列比对结果设计特异引物，对其蛋白质含量最高的D42和最低的D81两份材料的低分子量谷蛋白基因完整编码区进行扩增，对扩增产物回收、克隆、测序和二级结构预测，获得主要结果如下： 1.野生二粒小麦的蛋白质含量、千粒重、籽粒长度、宽度及长×宽均具有丰富的遗传多样性。蛋白质含量变幅13.17～27.20％，平均含量19.89％，其中，蛋白质含量达18％以上的占68.2％；千粒重变幅7.95～42.78g，平均20.36g；籽粒长度变幅为8.11～12.48mm，平均10.69mm，其中，粒长达10mm以上的占80.91％；籽粒宽度变幅1.46～2.89mm，平均2.10mm；籽粒长×宽变幅11.92mm2～31.28mm2，平均22.57mm2，籽粒长×宽达20mm2以上的占71.82％。 2.相关分析表明，110份供试材料的蛋白质含量与千粒重整体上呈显著负相关，与粒长显著正相关。千粒重与粒长、宽均具有极显著正相关性，与其长×宽为显著正相关。但是，蛋白质含量与千粒重之间相关性的具体表现因材料不同而异，如：14、22、23、25、41、104，这6个材料不仅蛋白含量高达19％左右，而且其相应的千粒重也在30g以上。 3.对蛋白质含量最高和最低的两份材料D42和D81总DNA进行PCR扩增，得到长度分别为1000bp左右的扩增条带，与预期低分子量麦谷蛋白基因编码区的长度接近。经克隆、筛选、测序后获得2个不同的低分子量谷蛋白亚基基因序列：LMW-D42和LMW-D81。LMW-D42和LMW-D81核苷酸序列长度分别为1011bp和1053bp，可分别编码336和350个氨基酸残基的成熟蛋白。LMW-D42和LMW-D81的氨基酸序列估算的分子量分别为38kDa和39kDa，根据分子量的大小它们应属于C型亚基。根据LMW-GS的N-末端氨基酸序列，LMW-D42和LMW-D81的N-末端序列都为METSHIP-，因此这两个基因应属于LMW-m型。LMW-D42和LMW-D81与已报道的定位于B染色体组Glu-B3位点编码的GeneBank收录号为Y14104、AJ537508的硬粒小麦的LMW-GS基因编码的氨基酸序列同源性很高。LMW-D42和LMW-D81推导氨基酸二级结构预测结果显示它们具有相似的二级结构，信号肽是α-螺旋结构，N-末端存在α-螺旋结构和不规则卷曲，重复区主要是不规则卷曲，在C-末端α-螺旋结构大小不一、间断排列于不规则卷曲结构，同时还出现少量的β-折叠。 4.同源性聚类分析，将LMW-D42、LMW-D81、Y14104、AJ537508与其他16个LMW-GS编码基因推导氨基酸序列分成两部分，进一步的分析暗示了将LMW-GS编码基因用于野生二粒小麦与普通小麦间遗传进化关系研究的可行性。

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文摘

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1文献综述

2材料与方法

3结果与分析

4讨论

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