簇毛麦HMW-GS及其启动子基因的克隆与序列分析

利用2对特异引物,从簇毛麦(Dasypyrum villosum)基因组中分离克隆出一个簇毛麦HMW-GS基因VHG-2(GenBank登录号为FJ600492)及其启动子序列VHGp-1(GenBank登录号为FJ600489).VHGp-1序列长度为1099bp,从5′至3′方向依次有E-box、N-box、G-box、HMW谷蛋白特异38bp增强子和TATA-box等典型的HMW-GS基因启动子作用调控元件,说明VHGp-1为簇毛麦HMW-GS的启动子基因.VHG-2序列长度为1572bp,具有单一完整的、可编码498个氨基酸的开放阅读框(ORF),该ORF推导的氨基酸序列结构分析表明,编码区依次包含由21个氨基酸残基组成的信号肽、105个氨基酸残基组成的N-末端区、330个氨基酸残基组成的中部重复区和42个氨基酸残基组成的C-末端区;中部重复区主要重复单元为6肽(PQQGQQ)和9肽(GYYPTSP/LQQ);有6个半胱氨酸残基(Cys),其中5个分布在N-末端区,1个分布在C-末端区,第3、4个相邻.这些特征与报道的y-型HMW-GS多肽结构基本一致,说明VHG-2是簇毛麦的y-型HMW-GS基因.系统进化分析表明,簇毛麦HMW-GS启动子序列(VHGP-1)与智利大麦(H.chilense)H基因组的D-hordein基因、拟鹅观草和阿拉善鹅观草St基因组的HMW-GS基因的启动子具有比较近的同源关系,簇毛麦HMW-GS基因(VHG-2)与冰草、拟鹅观草和中间偃麦草的y-型HMW-GS基因具有较近的同源关系.

氮肥与硫肥施用对相同HMW-GS组分春小麦谷蛋白大聚合体含量的影响

黑龙江是中国重要的强筋春小麦产区,虽然培育出了多个优质强筋麦品种,但是如何通过合理的施肥技术等保证小麦品质已成为黑龙江小麦生产的重要问题。作为品质鉴定指标,麦谷蛋白大聚合体的含量比蛋白质和湿面筋含量更具代表性。为此,在相同HMW-GS背景下研究了氮肥与硫肥施用对小麦谷蛋白大聚合体的含量的影响。试验分设4个施肥处理(未施肥、单施纯硫50 kg.hm-2、单施纯氮150 kg.hm-2、纯硫50 kg.hm-2+纯氮150 kg.hm-2)。结果表明:氮肥与硫肥的不同处理对小麦籽粒的蛋白质和麦谷蛋白大聚合体有明显影响。施硫肥、氮肥以及2种肥料混施提高了上述2个品质指标及其比值。综合研究表明,在3种处理方式上,氮肥与硫肥混合施用对蛋白质、麦谷蛋白大聚合体影响最大。因此,生产上在提高氮肥用量的同时,可通过增施硫肥,达到小麦高产优质的目的。

节节麦农艺性状及高分子量谷蛋白亚基遗传多样性研究

通过对79份节节麦（Aegilops squarrosa）农艺性状及高分子量谷蛋白亚基遗传多样性研究，结果表明：节节麦的生育期较长，为229～256d，株高在58～100cm之间，穗长为6．3～13．6cm，穗粒数6～15粒。其中，生育期小于237d的有19份，株高小于70cm的有9份，穗长大于11cm的有21份，穗粒数大于12的有18份。SDS-PAGE分析表明：节节麦的HMW—GS的Glu-1D^＊类型丰富，共检测到12种亚基类型（1^s、1．1^s、1．5^s、2^s、2．1^s、3^s、5^s、10^s、11^s、12^s、12．1^s、12．4^s）和13种亚基组成（1．1^s＋11^s、1^s＋12．1^s、1．5^s＋10^s、1．5^s＋12^s、1．5^s＋12．4^s、2^s＋10^s、2^s＋11^s、2^s＋12^s、2^s＋12．1^s、2^s＋12．4^s、2．1^s＋11^s、3^s＋11^s、5^s＋12^s），其中1^s＋12．1^s、1．5^s＋12．4^s、2^s＋12．1^s、2．1^s＋11^s为首次报道。

高分子量麦谷蛋白1Bx14亚基AS-PCR标记

根据已发表的1Bx14亚基的基因序列在不同位点设计了10对特异引物,从中筛选出1对引物,对HMW-GS在Glu-1Bx位点已知的10个小麦品种进行了PCR扩增.结果表明,具有1Bx14亚基的4个品种都能扩增出1条1 256 bp左右的特异带.用这一特异标记对山东省种植面积较大的40个品种进行PCR扩增(即等位专一PCR,AS-PCR),发现仅有5个品种携带1Bx14亚基.该AS-PCR标记可用于检测小麦品种在该位点的亚基组成,与SDS-PAGE相比,可显著提高检测的准确性和效率,可为种质鉴定和育种工作提供参考.