野生二粒小麥籽粒性狀和貯藏蛋白遺傳多樣性與可利用性評(píng)價(jià).pdf

1、野生二粒小麥(Triticumdicoccoides，2n=4x=28，AABB)是普通小麥(TriticumaestivumL.，2n=6x=42，AABBDD)的二級(jí)基因源，具有粒大、蛋白質(zhì)含量高、貯藏蛋白遺傳多樣性豐富、抗銹病、白粉病以及散黑穗病等優(yōu)良性狀，是進(jìn)行普通小麥改良的重要遺傳資源。本研究在對(duì)110份來自以色列的野生二粒小麥籽粒性狀(蛋白質(zhì)含量、千粒重、籽粒長(zhǎng)度與寬度)進(jìn)行了測(cè)定的基礎(chǔ)上，根據(jù)已發(fā)表的LMW-GS基因的序列

2、比對(duì)結(jié)果設(shè)計(jì)特異引物，對(duì)其蛋白質(zhì)含量最高的D42和最低的D81兩份材料的低分子量谷蛋白基因完整編碼區(qū)進(jìn)行擴(kuò)增，對(duì)擴(kuò)增產(chǎn)物回收、克隆、測(cè)序和二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)，獲得主要結(jié)果如下： 1.野生二粒小麥的蛋白質(zhì)含量、千粒重、籽粒長(zhǎng)度、寬度及長(zhǎng)×寬均具有豐富的遺傳多樣性。蛋白質(zhì)含量變幅13.17～27.20％，平均含量19.89％，其中，蛋白質(zhì)含量達(dá)18％以上的占68.2％；千粒重變幅7.95～42.78g，平均20.36g；籽粒長(zhǎng)度變幅為8.

3、11～12.48mm，平均10.69mm，其中，粒長(zhǎng)達(dá)10mm以上的占80.91％；籽粒寬度變幅1.46～2.89mm，平均2.10mm；籽粒長(zhǎng)×寬變幅11.92mm2～31.28mm2，平均22.57mm2，籽粒長(zhǎng)×寬達(dá)20mm2以上的占71.82％。 2.相關(guān)分析表明，110份供試材料的蛋白質(zhì)含量與千粒重整體上呈顯著負(fù)相關(guān)，與粒長(zhǎng)顯著正相關(guān)。千粒重與粒長(zhǎng)、寬均具有極顯著正相關(guān)性，與其長(zhǎng)×寬為顯著正相關(guān)。但是，蛋白質(zhì)含量與千粒

4、重之間相關(guān)性的具體表現(xiàn)因材料不同而異，如：14、22、23、25、41、104，這6個(gè)材料不僅蛋白含量高達(dá)19％左右，而且其相應(yīng)的千粒重也在30g以上。 3.對(duì)蛋白質(zhì)含量最高和最低的兩份材料D42和D81總DNA進(jìn)行PCR擴(kuò)增，得到長(zhǎng)度分別為1000bp左右的擴(kuò)增條帶，與預(yù)期低分子量麥谷蛋白基因編碼區(qū)的長(zhǎng)度接近。經(jīng)克隆、篩選、測(cè)序后獲得2個(gè)不同的低分子量谷蛋白亞基基因序列：LMW-D42和LMW-D81。LMW-D42和LMW-

5、D81核苷酸序列長(zhǎng)度分別為1011bp和1053bp，可分別編碼336和350個(gè)氨基酸殘基的成熟蛋白。LMW-D42和LMW-D81的氨基酸序列估算的分子量分別為38kDa和39kDa，根據(jù)分子量的大小它們應(yīng)屬于C型亞基。根據(jù)LMW-GS的N-末端氨基酸序列，LMW-D42和LMW-D81的N-末端序列都為METSHIP-，因此這兩個(gè)基因應(yīng)屬于LMW-m型。LMW-D42和LMW-D81與已報(bào)道的定位于B染色體組Glu-B3位點(diǎn)編碼的G

6、eneBank收錄號(hào)為Y14104、AJ537508的硬粒小麥的LMW-GS基因編碼的氨基酸序列同源性很高。LMW-D42和LMW-D81推導(dǎo)氨基酸二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)結(jié)果顯示它們具有相似的二級(jí)結(jié)構(gòu)，信號(hào)肽是α-螺旋結(jié)構(gòu)，N-末端存在α-螺旋結(jié)構(gòu)和不規(guī)則卷曲，重復(fù)區(qū)主要是不規(guī)則卷曲，在C-末端α-螺旋結(jié)構(gòu)大小不一、間斷排列于不規(guī)則卷曲結(jié)構(gòu)，同時(shí)還出現(xiàn)少量的β-折疊。 4.同源性聚類分析，將LMW-D42、LMW-D81、Y14104、A