本文關(guān)鍵詞：小麥—黑麥雜種高分子量谷蛋白基因Glu-R1變異的細(xì)胞及分子鑒定

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【摘要】：遠(yuǎn)緣雜交是物種形成與演化的重要途徑,同時(shí)也是作物改良的重要手段。黑麥作為小麥的三級(jí)基因源,具有許多優(yōu)良基因。通過(guò)小麥-黑麥遠(yuǎn)緣雜交不僅能將黑麥的優(yōu)良基因?qū)肫胀ㄐ←?同時(shí)也能創(chuàng)造新的遺傳變異,許多變異可能具有潛在的利用價(jià)值,對(duì)涉及的變異進(jìn)行研究對(duì)小麥的遺傳改良具有重要意義。高分子量谷蛋白亞基(High-molecular-weight glutenin subunit, HMW-GS)是麥類(lèi)種子胚乳中重要的貯藏蛋白之一,其組成和含量在很大程度上決定了小麥的加工和烘烤品質(zhì),是小麥的重要品質(zhì)農(nóng)藝性狀。本研究對(duì)普通小麥Shinchunaga (Triticum aestivum L. cv. Shinchunaga,2n=42, AABBDD)和秦嶺黑麥(Secale cereale L. cv. Qinling,2n=14, RR)雜種中HMW-GS變異材料進(jìn)行SDS-PAGE分析、細(xì)胞學(xué)鑒定、基因克隆及原核表達(dá)分析。主要研究結(jié)果如下：1.利用SDS-PAGE對(duì)雜種進(jìn)行鑒定,發(fā)現(xiàn)Fl雜種100的HMW-GS組成為野生型。在其自交獲得的F5種子,我們分離出了兩種不同的HMW-GS組成類(lèi)型：一種仍為野生型,另一種為消失了一條黑麥HMW-GS條帶的突變型,并且都穩(wěn)定遺傳到F6、F7代。2.分別對(duì)F6代材料100-5(野生型)和100-8(突變型)自交結(jié)實(shí)所得的F7代材料進(jìn)行根尖染色體組成鑒定。其中100-5-1(F7)染色體數(shù)目為42條,包括14條完整的R組染色體,11條A組染色體(缺失1對(duì)1A和1條7A),14條B組染色體(包括1對(duì)4BL.6BS/6BL.4BS相互易位染色體)以及3條D組染色體(1對(duì)1D和1條7D)。100-8的后代分為兩種類(lèi)型：100-8-1(F7)的染色體數(shù)目為42條,包括14條完整的R組染色體,12條A組染色體(缺失1對(duì)1A),14條完整的B組染色體以及2條D組染色體(1對(duì)1D)；100-8-2(F7)的染色體數(shù)目為40條,14條完整的R組染色體,11條A組染色體(缺失1對(duì)1A和1條7A),13條B組(缺失1條4B)以及2條D組染色體(1對(duì)1D)。細(xì)胞學(xué)鑒定表明,它們?yōu)榇渭?jí)六倍體小黑麥。3.分別用Glu-Rx和Glu-Ry特異引物擴(kuò)增和克隆100(F1)、100-5(F6)和100-8(F6)的Glu-Rx和Glu-Ry編碼區(qū)序列。100、100-5和100-8都能擴(kuò)增出一條序列完全一致且長(zhǎng)為2304bp的Glu-Rx序列。序列比對(duì)發(fā)現(xiàn)該序列和小麥代換系材料7841的Glu-Rx (GenBank number:AF216868)相似性達(dá)到99.91%,只在777bp和1130bp處有兩個(gè)堿基差異。而Glu-Ry只在材料100和100-5中能擴(kuò)增出目的條帶,這暗示100-8中消失的HMW-GS條帶可能是Ry亞基。將100和100-5得到的Glu-Ry擴(kuò)增條帶進(jìn)行克隆、測(cè)序,兩者序列完全一致,全長(zhǎng)2286bp。序列比對(duì)發(fā)現(xiàn)其與秦嶺黑麥的Glu-Ry (GenBank number:GU373814)相似性達(dá)到96.96%。它們之間有34處單堿基差異,在序列1339bp-1356bp位置上有18bp的堿基插入,在序列2013bp-2030bp位置上有18bp的堿基缺失。所得的Glu-Rx及Glu-Ry都具有完整的開(kāi)放閱讀框,表明它們是可以表達(dá)的HMW-GS基因。推導(dǎo)的氨基酸序列分析表明它們具有典型的HMW-GS特征。根據(jù)序列推導(dǎo)的Rx和Ry亞基的蛋白質(zhì)分子量分別為81387.8Da和81794.2Da,表明Ry亞基的蛋白質(zhì)分子量略大于Rx亞基的蛋白質(zhì)分子量,推測(cè)Ry亞基在SDS-PAGE系統(tǒng)中的電泳遷移率可能慢于Rx亞基。4.對(duì)材料100-5中克隆得到的Glu-Rx和Glu-Ry進(jìn)行了原核表達(dá),表達(dá)的Ry亞基在SDS-PAGE中的電泳遷移率確實(shí)慢于Rx亞基,進(jìn)一步證明100-8消失的條帶是Ry亞基。
【關(guān)鍵詞】：小麥 黑麥 遠(yuǎn)緣雜交 高分子量谷蛋白亞基
【學(xué)位授予單位】：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：S512
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1. 文獻(xiàn)綜述11-17
• 1.1 小麥遠(yuǎn)緣雜交與其遺傳變異11-12
• 1.2 小麥的育種改良與黑麥12-13
• 1.3 小麥高分子谷蛋白亞基(HMW-GS)研究進(jìn)展13-15
• 1.4 小麥高分子谷蛋白亞基的分離方法15
• 1.5 小麥-黑麥雜種后代表型變異與HMW-GS的研究15-16
• 1.6 立題依據(jù)16-17
• 2. 材料與方法17-20
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料17
• 2.2 實(shí)驗(yàn)方法17-20
• 2.2.1 SDS-PAGE電泳分析17
• 2.2.2 細(xì)胞學(xué)觀察17-18
• 2.2.3 DNA提取及HMW-GS基因的克隆18
• 2.2.4 DNA序列測(cè)定與分析18
• 2.2.5 氨基酸序列分析18
• 2.2.6 原核表達(dá)18-20
• 3. 結(jié)果分析20-27
• 3.1 材料構(gòu)建及SDS-PAGE鑒定20-21
• 3.2 細(xì)胞學(xué)鑒定21-22
• 3.3 Glu-R1基因的克隆及序列分析22-24
• 3.4 Glu-R1推導(dǎo)的氨基酸序列組成及一級(jí)結(jié)構(gòu)分析24-25
• 3.5 Glu-R1基因的原核表達(dá)25-27
• 4. 討論27-30
• 4.1 小黑麥的形成與染色體變異27
• 4.2 Ry亞基消失可能與遠(yuǎn)緣雜交導(dǎo)致的序列刪除有關(guān)27-28
• 4.3 Glu-R1編碼蛋白在SDS-PAGE系統(tǒng)中的異常遷移率28-29
• 4.4 品質(zhì)評(píng)價(jià)中單個(gè)HMW-GS差異的作用29-30
• 參考文獻(xiàn)30-38
• 致謝38

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本文編號(hào)：786707