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远缘杂交变异一直是生物学研究的热点之一,但前人的研究大多都集中于探测全基因组的变异,对于基因变异的分子机理仍然了解不多,主要由于杂种基因组中的部分同源染色体上可能存在同源基因,使得单一性状变异与控制该性状基因变异很难建立起一一对应关系。由于高分子量谷蛋白亚基(High-molecular-weight glutenin subunits, HMW-GS)基因可以解决这个问题,是研究远缘杂交基因变异的分子机制的一个理想基因。我们以日本普通小麦品种Shinchunaga (Triticum aestivum L. cv. Shinchunaga, 2n=42, AABBDD)为母本、秦岭黑麦(Secale cereale L. cv. Qinling,2n=14, RR)为父本进行杂交,对杂种及衍生后代,利用SDS-PAGE分析、细胞学鉴定、基因克隆以及原核表达等方法,分析HMW-GS的遗传变异情况,探讨小麦-黑麦杂种HMW-GS基因变异的分子机制,取得的研究结果如下：1.对杂种进行SDS-PAGE检测,发现D株系的F4材料D-1-7-1的]HMW-GS组成为野生型,但其后代F5代材料D-1-7-1-3的HMW-GS发生了变异,1Dx2.2和Ry亚基消失。2.对材料D-1-7-1-3进行细胞学鉴定,其根尖染色体数目为42条。通过进一步的GISH和FISH分析,发现其含有41条小麦染色体,1条黑麦染色体,而该黑麦染色体为1R,表明该材料为1R单体代换系材料。3.通过对材料D-1-7-1-3的Glu-Dx2.2进行分子鉴定,发现消失的1Dx2.2亚基是由于Glu-1Dx22发生异常重组产生删除突变形成新等位基因Glu-1Dx2.2v。对其进行原核表达,表达条带和Rx亚基的电泳迁移率位置一致,这解释了D-1-7-1-3的Dx2.2条带消失的原因。4.对材料D-1-7-1-3的Glu-Rx和Glu-Ry编码区分别在DNA和cDNA中进行分子鉴定,结果表明Glu-Ry编码区未发生变异,拥有完整开放阅读框,并能转录出mRNA。虽然Glu-Rx编码区在DNA中未发生变异,拥有完整开放阅读框,但未能转录出mRNA,通过对Glu-Rx的原核表达,发现Glu-Rx的表达蛋白位于1Bx7上方消失的条带位置,证明D-1-7-1-3中1Bx7上方消失的条带是Rx亚基。5.为了进一步找出Rx条带消失的原因,对Glu-Rx的启动子区域进行分子鉴定,并和Rx亚基正常表达的材料进行对比,并未发现差异。说明D-1-7-1-3中Rx的消失不是由于启动子变异造成的,推测Rx的消失可能存在新的分子机制。