论文部分内容阅读
小麦作为世界上种植面积最广的粮食作物,具有非常悠久的栽培历史,在中国,有一半以上的人口以小麦作为主食。随着小麦育种技术以及田间管理水平的不断提高,中国的小麦总产量已经连续实现增收,国人的总体温饱问题绝大部分已经得到解决。但是,在中国优质强筋小麦的产能还是明显不足,在中国粮食交易市场上,优质小麦的供需严重失衡,每年我国仍需要从国外大量进口优质强筋小麦来满足国人对这类面粉的需求。小麦面筋的成分和类型是影响小麦加工品质的最关键的因素,而醇溶蛋白又是小麦面筋的主要成分,因此,对醇溶蛋白的研究具有很重要的理论意义和实际应用价值。前期工作中,利用RNA-Seq(转录组测序)技术对优质强筋小麦郑麦366和优质弱筋小麦郑麦004的籽粒进行分析,得到约370个与小麦品质相关的基因。其中一个Unigene的表达在两个材料中存在显著差异,命名为TaWG05。在本研究中,我们克隆得到该基因并围绕其开展工作,得到以下结论:1.利用RACE技术结合电子克隆方法克隆得到该基因的全长cDNA序列,其开放读码框为957bp,编码319个氨基酸。通过SignalP软件分析发现,其N端包含一个21个氨基酸残基组成的信号肽,推测其属于跨膜蛋白。利用BioEdit软件和PROSITE数据库对其保守结构域进行预测,发现该蛋白具有典型的γ-醇溶蛋白结构,结合进化树分析结果,证实该蛋白属于一种新型γ-醇溶蛋白。2.利用实时荧光定量PCR分析该基因的时空表达模式,发现该基因仅在小麦种子中表达;为了进一步确定其在种子中的具体表达部位,分别取种皮、胚、胚乳等组织进行定量分析,发现该基因仅在小麦种皮中表达,证实TaWG05基因是小麦种皮特异表达基因。3.分离该基因的启动子,运用PlantCARE软件对Ta GW05基因核心启动子区域进行预测,发现该区域存在种子特异表达启动子元件GCN4-motif和Skn-1-motif。4.为进一步确定该基因的表达模式,我们构建了植物表达载体PMDC83-pTaWG05-GUS,利用基因枪法,将其转入商品化小麦品种郑麦103中,获得16棵阳性单株。5.通过对转基因植株的不同发育阶段的组织进行GUS染色发现,仅在种子中检测到明显的蓝色着色,通过石蜡半薄切片分析发现,该着色存在于小麦种皮,进一步证实该启动子为一个种皮特异表达启动子。