论文部分内容阅读
小麦低分子量谷蛋白和醇溶蛋白是重要的种子贮藏蛋白，与小麦的加工品质和面团特性紧密相关。前人从分子水平对小麦及其A、D染色体组二倍体原始供体物种中的这两类蛋白的编码基因进行了广泛地研究，本文以B染色体组的可能供体种，山羊草属Sitopsis组中的5个物种Aegilops longissima（2n=2x=14，SlSl），Aegilopssharonensis(2n=2x=14，SshSsh)，Aegilops searsii（2n=2x=-14，SsSs），Aegilops bicornis（2n=2x=14，SbSb）以及Aegilops．speltoides（2n=2x=-14，SS）为研究对象，分离其中的LMW-GS（low-molecular-weight glutenin subunits，LMW-GS）和gliadin编码基因，并进行系统进化分析，主要取得了以下结果：1．山羊草属Sitopsis组LMW-GS基因鉴定及系统进化分析从山羊草属Sitopsis组的5个物种中共得到69个LMW-GS基因。根据N-末端推导氨基酸序列，可将其主要划分成5种类群，其中MENSHIPGLERP-与小麦中B基因组特异的LMW-GS基因类群属于一类。而METSCIPSLER-、METSHILSLEK-和METSHIPSLEKSL-是A、B、D、G染色体组中没有的新型LMW-GS基因类型，该结果进一步丰富了对LMW-GS多基因家族的认识。系统进化表明，N-末端为METSCIPSLER-的基因与来自A和D染色体组的基因聚为一类，而N-末端为METSHILSLEK-和METSHIPSLEKSL-则与来自小麦B染色体组的LMW=GS基因类群紧密相关。这些结果支持Sitopsis组做为小麦B染色体组供体的观点。然而，这3类基因涵盖了Sitopsis组中除Ae.speltoides的其余4个物种，无法提供究竟哪一个物种更可能是B染色体组的供体种的有力证据。本研究结果显示，Ae．speltoides与其余4个物种的遗传关系可能较远。2．山羊草属Sitopsis组α-醇溶蛋白基因鉴定及系统进化分析从山羊草属Sitopsis组3个物种中分离了40个α-醇溶蛋白基因，并与来自Ae．speltoide和Ae．longissima的基因进行比较，发现山羊草属Sitopsis组的α-醇溶蛋白基因存在丰富的多样性，可以划分成12类，其中，Ae．speltoides中的类型最多，有6种，且4种为Ae．speltoides特有。这表明Ae．speltoides与其他4个物种的遗传差异较大。某些（或可能）位于B染色体的α-醇溶蛋白与类型group S3、group S8和group S6聚为1类，表明这些B染色体特异的基因可能来自Sitopsis组物种。此外，某些基因类型与来自A染色体组和D染色体组的基因聚为1类，类似现象也同样在LMW-GS中发现，但出现频率更高，这表明α-醇溶蛋白基因家族更加复杂。3．山羊草属Sitopsis组γ-醇溶蛋白基因鉴定及系统进化分析从山羊草属Sitopsis组的5个物种中分离得到55个γ-醇溶蛋白基因。序列比对显示，这些基因与已知γ-醇溶蛋白基因具有很高的序列相似性，但又确实存在差异，具有典型的γ-醇溶蛋白一级结构。根据半胱氨酸残基数目将这些基因分为两类：1类具有8个保守的半胱氨酸残基，另一类在重复区存在1个自由的半胱氨酸残基，可能参与到谷蛋白的多聚物的聚合当中。将本研究所得γ-醇溶蛋白基因与已知来自Sitopsis和A、B、D染色体组的基因进行分类比较和系统进化分析。结果显示，第1类即重复区无半胱氨酸的基因可进一步聚为3类：1类为D基因组特异类型；而定位于1B的基因与部分来自5个Sitopsis物种的基因聚为1类，表明这类基因可能为B基因组特异，且Sitopsis物种可能是其初始来源；而第3类来自AABB和AABBDD基因组物种的基因与3个来自Ae．longissima和Ae.sharonesis的基因与聚为1类，不能断定该类型所属基因组。来自Ae．bicornis、Ae．longissima和Ae．sharonesis的第2类重复区内有半胱氨酸的基因聚为1类，而来自Ae．searsii和Ae．speltoides的基因分别单独聚为1类。同时，分别与部分来自4倍体（AABB）和（或）6倍体（AABBDD）小麦的基因聚为1类，无1A或1D染色体的基因聚于此类。这些结果可能暗示其为B染色体组特异类型，Ae．searsii或Ae．Speltoides可能是其类基因的原始供体。