三個(gè)小麥新品種醇溶蛋白基因序列分析.pdf

1、本文根據(jù)已報(bào)道的小麥α-、γ-和ω-醇溶蛋白基因保守區(qū)序列，分別設(shè)計(jì)特異引物，采用PCR克隆的方法，對小麥新品種“川農(nóng)16”、“良麥2號”和“良麥3號”的相應(yīng)序列進(jìn)行克隆測序與分析，其主要結(jié)果如下： 1．從3個(gè)供試材料中克隆到11條不同的α-醇溶蛋白基因序列。其中從“川農(nóng)16”中所得序列α-CN16-6(GenBank登錄號：DQ246449)、α-CN16-9(DQ246446)、α-CN16-12(DQ246447)和α-C

2、N16-14(DQ246448)，其長度分別為852bp、861bp、870bp和900bp；從“良麥2號"中得到α-LM2-12(DQ417343)、α-LM2-14(DQ417344)和α-LM2-17(DQ417345)，其長度分別為942、852和921bp；從“良麥3號”中得到α-LM3-5、α-LM3-11、α-LM3-12和α-LM3-16(暫未登錄)，其長度分別為861bp、876bp、858bp和861bp。其中序列α

3、-CN16-6和α-LM2-14為假基因。進(jìn)一步分析表明，所有序列均具有典型的α-醇溶蛋白基因結(jié)構(gòu)，其重復(fù)區(qū)開頭可分出5個(gè)氨基酸殘基的N-末端，根據(jù)密碼子可推導(dǎo)出較為一致的重復(fù)單元PF/YPQPQ，重復(fù)區(qū)主要差異在于重復(fù)單元PFPQPQL在不同基因出現(xiàn)頻率不同。所有序列的兩個(gè)多聚谷氨酰胺區(qū)除谷氨酰胺外還有其余氨基酸出現(xiàn)，密碼子大多是第1個(gè)堿基的替換。在特征區(qū)6個(gè)保守的半胱氨酸殘基中，α-CN16-6的第4個(gè)半胱氨酸殘基被精氨酸(R)所替

4、代，α-CN16-6、α-CN16-12、α-CN16-14和α-LM2-14在特征區(qū)Ⅱ的前端均有額外的半胱氨酸殘基代替了原來的絲氨酸(S)，使半胱氨酸殘基數(shù)變?yōu)槠鏀?shù)。相對其它兩個(gè)品種，“川農(nóng)16”中所得序列出現(xiàn)多余半胱氨酸的頻率較高，表現(xiàn)出獨(dú)特性。 2．從“川農(nóng)16”中克隆到6條不同的γ-醇溶蛋白基因序列，分別命名為γ-CN16-1、γ-CN16-3、γ-CN16-4、γ-CN16-5、γ-CN16-20和γ-CN16-24，

5、其長度分別為1335bp、1360bp、1403bp、1359bp、1359bp和1360bp。所有序列包含了完整編碼區(qū)以及部分5’、3’基因旁側(cè)序列。其中序列)，γ-CN16-1和γ-CN16-3含有提前終止密碼子，均為假基因。序列分析表明，5，旁側(cè)序列上有一致的幾個(gè)“TATA”元件，3’旁側(cè)序列有一個(gè)可能的多聚腺嘌呤信號，在基因編碼區(qū)具有典型γ-醇溶蛋白基因的結(jié)構(gòu)特征，重復(fù)區(qū)可劃分出較為一致的重復(fù)單元PFPQ<,1-2>(PQQ)<

6、,1-2>，且重復(fù)單元長度變化較大。在多聚谷氨酰胺區(qū)各序列長度差異也較大。序列γ-CN16-3在重復(fù)區(qū)有1個(gè)多余半胱氨酸殘基，使半胱氨酸總數(shù)變?yōu)槠鏀?shù)，而其它序列只有8個(gè)保守的半胱氨酸殘基。序列比對可以看出，所得序列與小麥屬各物種γ-醇溶蛋白基因的相似性較高，而與來源于黑麥γ-secalin基因的相似性只有50％左右。 3．從“川農(nóng)16”中克隆到1條完整的ω-醇溶蛋白序列ω-CN16-63(GenBank登錄號：EF116277)

7、，其長度為1080bp，為假基因。同時(shí)獲得4條基因片段，分別為ω-CN16-3、ω-CN16-60、ω-CN16-64和ω-CN16-75，其中∞-CN16-3有提前終止密碼子，ω-CN16-60發(fā)生了移碼突變。從“良麥2號”獲得1條完整序列和1條基因片段，分別命名為ω-LM2-7(GenBank登錄號：EF116278)和ω-LM2-14。ω-LM2-7基因全長1158bp，為假基因。序列分析表明，所得基因和基因片段都屬(ω-2型，其

8、重復(fù)區(qū)的脯氨酸含量約30％，谷氨酰胺含量超過40％，其中基因ω-LM2-7谷氨酰胺含量高達(dá)44．8％。序列重復(fù)單元長短不一，氨基酸變化豐富，但都有較為一致的重復(fù)單元PFPQ<,1-2>(PQQ)<,1-2>以不同頻率連續(xù)出現(xiàn)。序列均沒有可形成分子內(nèi)或分子間二硫鍵的半胱氨酸殘基。進(jìn)一步序列比對表明，它們與來源于普通小麥和山羊草的ω-醇溶蛋白基因相似性很高，與來源于大麥的C-hordein基因和來源于黑麥的ω-secalin基因的相似性也達(dá)