强筋小麦龙麦26Glu-A3d基因遗传效应初步研究

龙麦26是东北春麦区强筋小麦育种的核心亲本,为进一步提高该品种品质潜力,拓宽其遗传基础,利用分子标记和6次选择性回交相结合的手段,将Glu-A3位点最优基因Glu-A3d导入龙麦26遗传背景之中,利用BC5F1、BC6F1群体和龙麦26的Glu-A3位点近等基因系为试材进行Glu-A3d基因遗传效应评价。结果表明,在强筋小麦品种龙麦26遗传背景下,导入Glu-A3d基因使籽粒蛋白、干面筋、面筋指数、吸水率、形成时间和稳定时间等指标3年平均分别提高0.07%、-2.13%、10.73%、0.13%、1.57%和4.97%。Zeleny沉降值和粉质仪的断裂时间2年平均分别提高3.05%和12.65%。以上结果表明,导入Glu-A3d基因使龙麦26品质性状均有不同程度提高。

小麦编码高分子量谷蛋白亚基基因的转化

以小麦的幼穗和幼胚作为转化受体,首次用抗除草剂草甘膦的EPSPs基因作为选择标记,通过基因枪法共转化,将小麦编码高分子量谷蛋白亚基的基因1Dx5和1Dy10转移到普通小麦京花1号中,获得33株再生植株,经PCR初步检测有12株同时扩增到了3个处在不同质粒上的外源基因EP-SPs、1Dx5和1Dy10的目标片段。将部分PCR检测为阳性的转化体进行Southern分析,发现其中有1株再生植株基因组中整合了3个外源基因,有2株的基因组中同时整合了EPSPs和1Dx5基因,1株的基因组中整合了EPSPs和1Dy10基因。此外,在转化过程中发现,幼穗是比幼胚更为合适的转化受体,并且转化受体具有合适的转化时期。

小麦新品种“川农16”低分子量谷蛋白亚基新基因的分子克隆

采用PCR方法从小麦 (TriticumaestivumL .)新品种“川农 16”中克隆得到一个低分子量谷蛋白亚基 (LMW GS)新基因LMWCN16 2 (GenBankNo .AY2 96 75 3)。该基因具有LMW GS基因的典型结构特征 ,编码区全长 90 6bp ,编码 30 1个氨基酸。推导氨基酸序列比较显示 ,LMWCN16 2与已报道的LMW GS基因 ,尤其是Glu A3位点编码的基因序列有很高的一致性。

小麦高分子量麦谷蛋白亚基鉴定及其品质效应研究进展

高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS,high molecular weight glutenin subunits)是小麦子粒贮藏蛋白的重要组成成分,其组成、搭配、表达水平及含量决定面团弹性和面包加工品质。本文主要介绍了小麦HMW-GS编码基因的克隆、分子特征、分子标记开发及其在小麦育种中的应用,并综述了不同HMW-GS与面粉加工品质之间的关系,以及HMW-GS基因遗传转化、微量配粉和突变体培育等方面的研究进展,分析了目前研究中存在的主要问题,认为通过分子标记辅助选择和转基因技术聚合优质亚基,培育优质面包小麦品种和明确各个HMW-GS基因的品质效应是今后的研究重点。

小麦高分子量谷蛋白亚基及其基因的研究进展

主要介绍了小麦高分子量谷蛋白亚基 (HMW- GS)及其基因的研究进展情况。目前 ,转基因小麦的技术已经逐渐成熟。由于分子生物学领域分子标记技术的迅速发展 ,尤其是PCR技术的广泛应用 ,为实现外源优良储藏蛋白基因导入改良品种提供了可能。利用已知小麦品种的基因序列设计引物 ,从众多的未知小麦品种中扩增出新基因加以研究并做外源优质HMW-

小麦品种陕253低分子量谷蛋白亚基基因的克隆及原核表达

利用LMW-GS特异引物,从强筋小麦品种陕253中克隆了1个1498bp的片段(GenBank登录号为FJ172533),该片段包含全长为912bp的低分子量谷蛋白亚基的完整编码序列。经比较推导氨基酸序列的同源性,发现该基因属于Glu-D3位点编码低分子量谷蛋白亚基的基因,编码产物N-端具有LMW-m型低分子量谷蛋白亚基的典型特征,系统演化分析也支持这一结果。构建了该基因的表达载体pET32a-GluD3-S253,在宿主菌E.coli Rosetta-gami B(DE3)中经IPTG诱导表达融合蛋白。SDS-PAGE和Western blot检测表达产物,证实融合蛋白表达成功。

无载体框架序列转基因小麦中外源基因表达框的遗传分析

通过基因枪介导转化无载体框架序列的基因最小框架是一种新的基因转化技术。在应用此新转化系统获得转1Ax1小麦植株的基础上,着重研究了转基因植株中外源1Ax1基因表达框的遗传。结果表明:无载体框架结构的1Ax1基因在T1代中呈现3∶1的分离,符合单基因位点孟德尔遗传模式。首次在小麦中揭示了无载体框架序列基因遗传转化技术的可行性,并且证实了外源基因最小表达框在转基因后代中的稳定遗传。

104份甘肃小麦品种主要品质基因的分子标记检测

高分子量麦谷蛋白亚基、黄色素质量分数和1B/1R易位系均影响小麦的加工品质。为明确相关品质性状基因在104份甘肃育成小麦品种中的分布,并为小麦品质育种提供亲本材料,利用高分子质量谷蛋白亚基Dx5、Bx7、By8、By9和黄色素质量分数基因及1B/1R易位系的特异性标记对104份小麦品种进行检测。结果表明,含基因Dx5、Bx7、By8、By9和1B/1R易位系的品种分别占总品种数的63.46%、76.92%、52.88%、45.19%和45.19%。含有等位基因Psy-A1a和Psy-A1b品种分别占总品种数的60.58%和21.15%,其黄色素质量分数均值差异达到显著水平(P<0.05)。总体来看,甘肃育成小麦品种中含适合加工馒头和面粉等传统食品的单个品质优质基因频率较高,而优质基因组合的比例较低,具有黄色素质量分数较高的品种比例高。

高冰草中一种新型高分子量麦谷蛋白亚基编码序列的研究

高冰草 Agropyronelongatun 是普通小麦 Triticumaestivum 的近缘禾草,SDS-PAGE显示其所编码的麦谷蛋白亚基的类型较普通小麦更加丰富,是普通小麦品质改良的重要亲本之一.利用基因组PCR的方法从高冰草中克隆到一个新的高分子量麦谷蛋白亚基 HMW-GS 基因 AgeloG2 全编码序列,同源性分析表明:与普通小麦的1Dy12基因比较在少数位点发生了碱基替换和一处6碱基序列的缺失,同源性为99%;与普通小麦的1Dy10基因比较,该基因亦只有少数碱基的替换和两处18碱基序列的增加及一处6碱基序列的缺失,同源性为98%.从推导的编码序列分析,AgeloG2编码y型HMW-GS.综上分析,AgeloG2是一个新的高分子量麦谷蛋白y-型亚基基因.聚类分析结果显示,无论在基因序列还是推导的氨基酸序列上,小麦1Dy亚基与AgeloG2的同源性都高于与粗山羊来源的y型亚基的同源性.

小麦高分子量谷蛋白亚基Glu-B1位点沉默基因的克隆与序列分析(英文)

二粒小麦(Triticum turgidum L.var．dicoccoides)具有极其丰富的遗传多样性,是栽培小麦品种改良的巨大基因库。在高分子量谷蛋白基因的组成上,它具有许多栽培小麦不存在的变异类型,在Glu-B1位点上的变异更大。我们利用种子贮藏蛋白的SDS-PAGE方法从原产于伊朗的二粒小麦材料PI94640中观察到缺失Glu-B1区的高分子量谷蛋白亚基。利用Glu-1Bx基因保守序列设计PCR引物,对该材料的总DNA扩增,获得了x型亚基编码基因(Glu-1Bxm)的全序列,其全长为3 442 bp含1070 bp的启动子区。序列比较发现,Glu-1Bxm在启动子区序列与Glu-1Bx7的最为相似。而在基因编码区,我们发现Glu-1Bxm仅编码212个氨基酸,由于开放阅读框中起始密码子后第637位核苷酸发生了点突变,即编码谷酰胺的CAA突变为终止密码TAA,可能直接导致了该高分子量谷蛋白亚基的失活,这是我们在小麦Glu-B1位点基因沉默分子证据的首次报道。将Glu-1Bxm全序列与Glu-B1位点其他等位基因进行了系统树分析,发现Glu-1Bxm是较为古老的类型。本文还对该特异高分子量谷蛋白亚基变异类型对品质遗传改良研究的意义进行了讨论。

黑龙江省春小麦主要品质性状和慢锈抗病基因的分子标记检测

1B.1R易位系、高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)、多酚氧化酶(Polyphenol oxidase,PPO)活性、黄色素含量等因素都对小麦加工品质有重要影响,慢锈基因Lr34既抗叶锈,又抗条锈、白粉和秆锈病。为了明确这些基因在黑龙江小麦品种中的分布,并为优质抗病小麦分子标记辅助育种提供材料和方法,本研究利用高分子量谷蛋白亚基Dx5、By8、1B.1R易位系、PPO、PSY基因和Lr34位点的特异性分子标记对黑龙江省不同地区的169份小麦品种进行鉴定。结果表明,Dx5亚基的频率为43.2%,By8亚基的频率为30.8%,1B.1R易位系的频率为4.7%,Ppo-A1b的频率为33.1%,Psy-A1b的频率为33.7%,含Lr34位点的频率为24.9%;不含1B.1R易位系、同时又具有Dx5和By8、Ppo-A1b、Psy-A1b及Lr34位点的品种只有2份,占1.2%。

外源1Dx5基因导致小麦高分子量麦谷蛋白亚基表达变异

目的:为了结合基因枪转化和传统杂交方法培育优质小麦品种,对转基因小麦和国内主栽小麦品种杂交后代外源基因遗传表达行为进行了研究。方法:采用SDS-PAGE对2个小麦杂交组合川89-107×B72-8-11b和鄂麦18×B72-8-11b的杂交及回交后代籽粒进行高分子量麦谷蛋白亚基遗传表达分析。结果:在亲本中能够稳定超量表达的外源基因1Dx5在杂交后代中出现了不同的表达量,而且在外源基因的影响下,杂交后代出现了新的、杂交亲本并不表达的高分子量麦谷蛋白亚基。结论:多拷贝的外源基因在不同于受体环境的细胞质中的表达发生了变化,且由于外源基因的插入引起了内源高分子量麦谷蛋白亚基组成的变异。

小麦Glu-B1x7沉默基因序列分析及对加工品质的影响

小麦籽粒高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)Glu-B1x7与加工品质密切相关。本研究创制了以宁麦9号为背景的Glu-B1x7亚基缺失系,克隆并分析Glu-B1x基因,评价该基因对弱筋小麦加工品质的影响。结果表明,该基因编码区第514位发生了C/G到T/A转换,相应的第514、第515和第516位碱基组成的三联密码子由CAA替换为终止密码子TAA。与野生型宁麦9号相比,具有Glu-B1x7亚基缺失的品系籽粒硬度和蛋白质含量无显著变化,水溶剂保持力和乳酸溶剂保持力均降低,部分品系降低幅度达显著水平。HMW-GS总量和高分子量谷蛋白/低分子量谷蛋白比显著降低,和面仪和面时间显著降低,糖酥饼干直径显著增加。Glu-B1x7基因沉默在宁麦9号背景下可提高弱筋小麦加工品质,该等位变异可用于优质弱筋小麦培育。

小麦品种品质性状变异及优质基因的鉴定

分析了50个小麦品种的蛋白质含量、SDS沉降值、碱性水保持力和膨胀势等品质性状的变异,分别用PCR特异扩增和SDS-PAGE对1Dx5、1Dy10亚基基因和糯质基因进行了检测。筛选出一批高蛋白、强面筋的小麦品种,如MW18、安农9043、安农91168和安农9267,都含有1D5+10亚基基因。筛选出碱性水保持力和蛋白质含量都较低的小麦品种Tincurrin、皖麦48和Caldwell,推荐作为软质小麦育种的亲本使用。鉴定出小麦品种扬97-65和川96003缺Wx-B1,#445缺Wx-A1。试验表明,高分子量麦谷蛋白5+10亚基基因在现有小麦品种中已有较高的比例,而糯质蛋白基因缺失型品种尚少见。

四川小麦地方品种AS1643中低分子量谷蛋白基因的克隆及其蛋白质的二级结构预测

根据小麦低分子量谷蛋白基因保守区序列设计引物P1/P2,采用PCR法对四川小麦地方品种AS1643的基因组DNA进行扩增,获得1条约900bp的片段,分离、纯化后连接到载体pMD18-T上,对筛选阳性克隆测序,获得1个低分子量谷蛋白基因LMW-AS1643(GenBank登录号:EF190322),其编码区长度为909bp,可编码302个氨基酸残基组成的成熟蛋白。序列分析结果表明,LMW-AS1643具有典型的低分子量谷蛋白基因的基本结构,其推导氨基酸序列与其它已知的LMW-GS相比,最高相似性为93.40%。生物信息学分析表明,在LMW-AS1643低分子量谷蛋白中,无规则卷曲含量最高,为67.90%,其次是α-螺旋,占30.46%,β-折叠含量最少,为1.64%。

小麦LMW-GS基因的分离与归类

本研究以湖北省小麦栽培品种鄂麦18为材料,采用Glu-D3位点特异性的引物,以叶片DNA为模板,进行PCR扩增。经过PCR产物与克隆载体的连接、连接产物转化感受态E.coliDH5α、蓝白斑筛选以及菌落PCR鉴定,获得34个阳性克隆;经测序分析获得两个LMW-GS基因完整编码序列,在GenBank中的基因登记注册号为DQ822593和DQ822596,其中,DQ822593编码序列全长1287bp,DQ822596编码序列全长908bp,所推导的蛋白质都含有8个半胱氨酸残基,1～19个氨基酸为前导信号肽序列,前者属于LMW-GS中的TypeⅠ类,后者属于TypeⅡ类,目前正在鉴定这两类基因的功能。

3个新疆地方小麦品种Glu-A3位点低分子量谷蛋白亚基新基因的序列分析

麦谷蛋白可分为高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)和低分子量麦谷蛋白亚基(LMW-GS),其中低分子量麦谷蛋白亚基对小麦品质具有重要影响。本文采用PCR方法从中国小麦微核心种质中的3个新疆小麦品种红春麦(新疆玛纳斯)、红春麦(新疆昌吉)和红金包银(新疆伊吾)中分别得到了3个低分子量麦谷蛋白亚基(LMW-GS)新基因(GenBank:DQ519084、DQ519085和DQ517534)。它们具有LMW-i型基因的典型结构特征,与已报道的Glu-A3位点编码的LMW-GS基因序列有很高的一致性,高达79.06%～94.24%。DQ519084和DQ517534在C末端保守区有9个半胱氨酸残基,DQ519085其编码区内存在1个提前终止密码子,推测其为假基因。

江苏淮北部分小麦品种品质性状相关重要基因的检测

为了解江苏淮北小麦品种重要品质性状相关基因状况,以20份近期审定的徐麦系列和淮麦系列小麦品种以及12份小麦对照材料为试验材料,采用SDS-PAGE电泳与PCR检测相结合,检测了小麦高分子量麦谷蛋白亚基;同时采用共显性PCR标记筛查1BL/1RS易位系以及Wx基因突变型。结果显示,江苏淮北小麦品种Glu-A1位点含3种亚基,其中1亚基占75%;Glu-B1位点有4种亚基,7+8亚基占60%;Glu-D1位点有3种亚基,5+10亚基占50%;1BL/1RS易位系有14份,占全部品种的70%;所有品种均为Wx基因野生型。

小麦麦谷蛋白亚基及其基因的研究进展

作为人类蛋白质的主要来源之一,小麦种子贮藏蛋白质的组成、结构及其功能一直为研究者所关注.随着研究的深入,对于麦谷蛋白基因的染色体定位、结构特点也逐渐为人们所了解.这对于改善小麦籽粒的品质具有非常重要的意义.对近年来小麦麦谷蛋白亚基(高分子量麦谷蛋白亚基HMW-GS和低分子量麦谷蛋白亚基LMW-GS)的提取分离、凝胶电泳(SDS-PAGE)、高效液相色谱(HPLC)、毛细管电泳(CE)等分离技术及其编码基因的染色体定位、多态性变化等方面的研究进展作一简要概述.

湖北地方小麦品种大头黄低分子量麦谷蛋白亚基基因的分子克隆

采用PCR方法从湖北地方小麦品种大头黄(ZM11217)中克隆得到1个低分子量麦谷蛋白亚基(LMW-GS)基因LMW-ZM11217。该基因具有LMW-GS基因的典型结构特征,编码区长度为870bp,编码288个氨基酸。推导的氨基酸序列比较结果表明,LMW-ZM11217与Glu-A3和Glu-D3位点控制的基因具有较高的相似性(最高相似性分别为82%和83%),而与Glu-B3位点控制的基因具有较低的相似性(最高相似性为74%)。