【摘要】：小麥低分子量麥谷蛋白(LMW-GS)是小麥籽粒貯藏蛋白的主要組成部分,對(duì)營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和面粉加工品質(zhì)有著重要影響。LMW-GS基因是多基因家族,位于Glu-3位點(diǎn)。由于家族成員眾多且相似度高,目前該位點(diǎn)的基因組成和結(jié)構(gòu)尚未完全了解。烏拉爾圖小麥?zhǔn)瞧胀ㄐ←淎基因組的供體,它有相對(duì)于普通小麥更簡(jiǎn)單的基因組。本研究通過(guò)篩選烏拉爾圖小麥PI428198(G1812)的BAC文庫(kù),得到含LMW-GS基因的單克隆以及位于該位點(diǎn)的單克隆,經(jīng)重疊群構(gòu)建和BAC三代測(cè)序后,找到contig與BAC的對(duì)應(yīng),以此來(lái)解析Glu-A3位點(diǎn)。主要研究結(jié)果如下:1.利用LMW-GS基因分子標(biāo)記系統(tǒng)和全長(zhǎng)克隆體系的7對(duì)引物,在烏拉爾圖小麥G1812的BAC文庫(kù)中,共篩選得到66個(gè)含LMW-GS基因的陽(yáng)性單克隆,分屬于m類和i類兩種類型。其中,對(duì)于HindIII部分酶切的BAC文庫(kù),含m類LMW-GS基因的陽(yáng)性單克隆有6個(gè),含i類LMW-GS基因的陽(yáng)性單克隆有49個(gè);而在EcoRI部分酶切的BAC文庫(kù)中,m類和i類LMW-GS基因?qū)?yīng)的陽(yáng)性單克隆數(shù)目分別為4個(gè)和7個(gè)。2.根據(jù)每個(gè)陽(yáng)性單克隆末端的序列設(shè)計(jì)特異引物,對(duì)全部陽(yáng)性單克隆進(jìn)行擴(kuò)增,最終構(gòu)建形成兩組BAC重疊群,分屬于m類型基因簇和i類型基因簇。經(jīng)過(guò)選擇最短路徑,7個(gè)含i類LMW-GS基因的陽(yáng)性單克隆構(gòu)建形成一個(gè)重疊群,分別為TUG.H3-0492.L23、TUG.H3-0311.I01、TUG.H3-0492.H01、TUG.H3-0344.G01、TUG.H3-0493.L07、TUG.H3-0324.H14和TUG.H3-0246.G20;6個(gè)含m類LMW-GS基因的陽(yáng)性單克隆構(gòu)建形成一個(gè)重疊群,分別是TUG.E1-0012.O11、TUG.E1-0012.O16、TUG.H3-0429.B20、TUG.H3-0065.I13、TUG.E1-0042.N11和TUG.E1-0042.K15。3.利用染色體步移的方法,篩選文庫(kù)得到7個(gè)陽(yáng)性單克隆,它們對(duì)兩組重疊群內(nèi)部存在的gap有了部分補(bǔ)充;通過(guò)參考中國(guó)春A亞基因組序列,用了14對(duì)引物篩選文庫(kù)得到19個(gè)陽(yáng)性單克隆,它們對(duì)兩組重疊群之間存在的gap有了部分補(bǔ)充。gap的補(bǔ)充進(jìn)一步完善了Glu-A3位點(diǎn)物理圖譜的構(gòu)建。4.經(jīng)選擇,將兩組重疊群和補(bǔ)gap的陽(yáng)性單克隆(共33個(gè))進(jìn)行三代測(cè)序。數(shù)據(jù)組裝得到36個(gè)contig,找到了63條末端序列與contig的對(duì)應(yīng)關(guān)系,經(jīng)拼接和預(yù)測(cè),最終組裝成3.49 M的序列,其中LMW-GS基因呈不均勻分布,m類基因和i類基因分別形成兩個(gè)基因簇。
【圖文】：

子量麥谷蛋白基因在染色體上的定位子量麥谷蛋白基因大多被定位于第一同源群染色體短臂末端 Glu-3 位點(diǎn)Glu-B3 和 Glu-D3，每個(gè)位點(diǎn)編碼多個(gè)低分子量麥谷蛋白基因，組成了復(fù)Singh and Shepherd,1988；Gupta and Shepherd,1990；D’Ovidio R and Ma，2010），同時(shí) Glu-3 位點(diǎn)與醇溶蛋白基因的 Gli-1 位點(diǎn)緊密連鎖（Jackson l.,1984）。Liu 和 Shepherd 在硬粒小麥中發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)新的 LMW-GS 位點(diǎn)臂，一個(gè)是 Glu-B4，與 Glu-B3 的遺傳距離是 3.07cM；另一個(gè)可能與之點(diǎn)相同，距離 Glu-B3 位點(diǎn) 20.9cM（Liu et al.,1995；Jackson et al.,1985）一些 C 型低分子量麥谷蛋白亞基的基因位于第六同源群染色體上（MasSreeramulu 等發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)新的低分子量麥谷蛋白亞基，分別位于 Glu-D4由 1D 和 7D 染色體上的基因編碼（Sreeramulu G,1997）。低分子量麥谷上的位置具體見(jiàn)圖 1.3。

對(duì) LMW-GS 的分子量大小有直接影響；C-Ⅰ區(qū)比較保守，富含半胱氨酸，C-Ⅱ區(qū)守，是脯氨酸富集區(qū)，C-Ⅲ存在一個(gè)半胱氨酸，序列結(jié)構(gòu)也比較保守（Cassidy et al.,1在 LMW-GS 中普遍存在著 8 個(gè)半胱氨酸殘基，其中 6 個(gè)參與分子內(nèi)二硫鍵的形成與其他蛋白的半胱氨酸殘基結(jié)合形成分子間二硫鍵，形成谷蛋白大聚體。對(duì)于 m 類 s 類這 3 類 LMW-GS 來(lái)說(shuō)，，他們的 8 個(gè)半胱氨酸殘基的分布不同。m 類和 s 類在 N重復(fù)區(qū)有一個(gè)可以形成分子間二硫鍵的半胱氨酸殘基，而 i 類因無(wú) N-末端，8 個(gè)半基均存在于 C-末端。在 C-Ⅰ區(qū)，m 類、s 類和 i 類均有 5 個(gè)參與形成分子內(nèi)二硫鍵酸殘基，i 類多了一個(gè)用于形成分子間二硫鍵的半胱氨酸殘基。所有 C-Ⅱ區(qū)和 C-Ⅲ一個(gè)半胱氨酸殘基，分別參與形成分子間、分子內(nèi)二硫鍵（Orsi et al.,2001；D'Ovidiosci,2004）。對(duì)于低分子量麥谷蛋白的二級(jí)結(jié)構(gòu)，在 N-末端區(qū)可形成分布不均的 β-轉(zhuǎn)C-末端區(qū)以 α-螺旋為主，而對(duì)其高級(jí)結(jié)構(gòu)還需做進(jìn)一步的研究。
【學(xué)位授予單位】：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S512.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2697351