论文部分内容阅读
高分子量谷蛋白是麦类种子胚乳中重要的贮藏蛋白之一,其组成和含量是影响小麦面粉加工品质的重要因素。新麦草(Psathyrostachys juncea,2n=2x=14, NsNs)是禾本科小麦族新麦草属的多年生异花授粉的二倍体物种之一,具有抗寒、耐旱、耐盐碱等特点。对其研究主要集中在染色体带型、核型等方面,而关于其种子贮藏蛋白基因结构和序列的研究相对较少。为了认识和了解新麦草属Ns基因组物种的高分子量谷蛋白基因的序列特点,本文对新麦草的高分子量谷蛋白进行了SDS-PAGE分析,基因克隆测序以及保守序列系统进化分析。获得的主要结果如下：1.新麦草高分子量谷蛋白亚基组成以小麦品种中国春和新中长的谷蛋白为对照,利用SDS-PAGE检测了4份新麦草的种子蛋白组成,从新麦草中检测到1-5条迁移率不等的高分子量谷蛋白条带,其在居群内和居群间不同种子间的带型均存在差异,迁移率介于小麦的Bx7和Dx2.2亚基之间。2.新麦草高分子量谷蛋白基因克隆及序列分析通过常规PCR以及TAIL-PCR,在7份新麦草材料PI 531826、PI 565074、PI 565065、 PI 619483、PI 42980、PI 315080和PI 75737中分别得到约1.3 Kb的谷蛋白基因片段,这些序列分别命名为HMWNs1-Ns7,其中,HMWNs1的核苷酸长度为1,323bp,HMWNs7为1,318 bp,其余5个序列的长度为1,320 bp。序列比对发现,HMWNs1-Ns7与麦类已知y-型高分子量谷蛋白具有相对较高的相似性并具有它的一些典型特征。但同时也具有不同于它们的新变化。如,N-端氨基酸残基数为120个,比典型的y-亚基在第7-18位之间多了12个氨基酸的短肽HNRLNLQSIEIG,而该短肽仅在大麦D-hordein中有类似结构,在第70、91、92和105位处各多一个谷氨酰胺(Gln, Q)残基；其中间重复区具有特殊的十三肽(GYWY/HYQTVTSP/LQQ)以及仅在D-hordein中发现的四肽(ITVS);其C-末端最后的氨基酸短肽与麦类其它同源基因的差异较大,由GGAMLANK代替了EGRDALSASQ,且第34位氨基酸残基处均出现一个提前终止密码(TAG),所以得到的高分子量谷蛋白序列很可能为不能表达的假基因。3.聚类分析N-端序列聚类将麦类高分子量谷蛋白序列聚类为两大分支,本研究得到的7个新麦草Ns序列与大麦D-hordein聚于同一分支,而与赖草属(NsXm)以及其它研究者得到的新麦草Ns基因组的谷蛋白序列不在同一分支。C-端聚类结果,将本研究获得的7个新麦草序列单独聚于独立的一支,而与麦类其它物种的谷蛋白不在同一分支,但它们均与大麦D-hordein的亲缘关系较近。