绿豆7S球蛋白基因鉴定及在籽粒发育中的表达分析

为阐明绿豆7S(Vigna radiata 7S,Vr7S)球蛋白基因的基本性质及其在籽粒生长发育过程中的表达模式,本研究运用生物信息学、反转录聚合酶链式反应(reverse transcription-polymerase chain reaction,RT-PCR)对10个Vr7S球蛋白基因的理化性质、基因结构特征、蛋白三级结构、系统发育关系及基因表达谱等进行研究。结果表明,Vr7S球蛋白基因编码的蛋白长度为246~594个氨基酸,等电点位于5.02~6.40之间,分子质量为27.82~70.02 kDa;所有Vr7S球蛋白基因包含3~7个外显子、2~6个内含子、5~8个保守基序;除Vr7S B1具有1个cupin保守结构域外,其余9个基因均含有2个cupin结构域;Vr7S球蛋白三级结构有4种类型,主要包含α-螺旋、β-链等结构;在cupin保守结构域中,绿豆和其他物种共有67个保守氨基酸残基,绿豆与赤豆7S球蛋白基因间的同源关系最近,其次是菜豆、木豆及大豆等。基于不同绿豆品种、不同发育时期籽粒的转录组测序和RT-PCR表达谱分析显示,Vr7S球蛋白基因伴随着绿豆籽粒的发育成熟呈现表达量升高的趋势,这与其他豆科物种7S球蛋白基因的表达模式一致,表明其在绿豆籽粒贮藏蛋白的生成调控过程中具有积极作用。本研究为进一步解析Vr7S球蛋白基因在绿豆籽粒发育中的生物学功能奠定了基础。

大豆7S球蛋白-大枣多糖复合物的制备、表征及抗原性

为了降低大豆的抗原性,通过糖基化反应制备了大豆7S球蛋白-大枣多糖(7S-JP)复合物.采用非对称场流分离技术在线联用紫外可见光检测器、多角度光散射检测器和示差折光检测器(AF4-UVMALS-dRI)研究糖基化反应温度、时间和物料比对7S-JP复合物结构的影响,对7S-JP复合物的回转半径、摩尔质量和构象进行表征;采用间接竞争酶联免疫吸附法探究7S-JP复合物的抗原性.AF4-UV-MALS-dRI结果表明:在反应温度为70℃、反应时间为20 min时,7S与JP糖基化反应效果最佳;当7S与JP的质量比为1∶3时,形成的7S-JP复合物结构紧密,有利于破坏其空间抗原表位,抗原抑制率为(69.1±0.99)%.

碱性7S球蛋白和豆类胰岛素研究进展

碱性7S球蛋白和豆类胰岛素在豆科植物中广泛存在,对生长发育起着胰岛素信号通路样调控作用。碱性7S球蛋白是一个富含半胱氨酸的糖蛋白,具有酪氨酸激酶活性,结构上与胰岛素受体有相似点,能和胰岛素及胰岛素生长因子Ⅰ和Ⅱ结合。豆类胰岛素含37个氨基酸,3对二硫桥键,结构上属于抑制型胱氨酸结构模体,某些疏水残基在拓扑结构上和胰岛素存在相似之处,能调节植物生长。豌豆胰岛素在象鼻虫(Sitophilusoryzae)、豌豆蚜虫(Acyrthospiphonpisum)和果蝇(Drosophilaalbomicans)中发现单一的膜结合位点,可用作昆虫毒素。文章总结了碱性7S球蛋白和豆类胰岛素在结构和功能上的研究进展。

大豆7S球蛋白α-亚基缺失型种质创新

采用常规杂交育种方法,人工去雄、授粉,以10份综合农艺性状优良的黑龙江省主栽品种(或优良品系)为母本、亚基组成为(α'+α+11S酸性亚基)-缺失型育种材料日B为父本进行有性杂交。将F1杂交种南繁,单粒点播、单株收获得到F2代分离群体。聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)法分析表明,F1代杂交种子7S球蛋白α'-与α-亚基的表现型全部为正常型。在杂交F2代种子中获得了具有中国大豆遗传背景的α-缺失、(α+A1aA1bA2)-缺失、A3-缺失、(α'+A4)-缺失和(α'+α)-缺失的贮藏蛋白亚基组成新类型种质,为我国大豆蛋白组分育种选择提供了重要的中间材料。

大豆7S球蛋白亚基组成对品质性状的影响

以7S球蛋白亚基组成各异的稀有大豆种质为试材,分析大豆7S球蛋白亚基组成对大豆营养品质性状的影响,探索优质大豆品种选育的新思路。结果表明,大豆7S球蛋白亚基组成对蛋白质、脂肪、蛋脂总量以及除缬氨酸和异亮氨酸外的15种氨基酸和5种脂肪酸含量都有一定的影响,对大豆籽粒内半胱氨酸含量的影响较大。另外,各种亚基缺失型大豆材料的油酸、亚油酸和硬脂酸含量与该系统内正常型大豆材料的相应指标间的差异显著。

大豆7S球蛋白亚基相对含量与品质性状间的相关分析

以7S球蛋白亚基组成各异的稀有大豆种质为试材,系统分析了7S球蛋白三个主要亚基(α′-、α-和β-亚基)的相对含量与品质性状之间的相关性。结果表明:(1)α′-亚基的相对含量与蛋白质总量呈显著负相关;α′-与α-亚基的相对含量与氨基酸组份间的负相关多数达到显著或极显著水平;β-亚基的相对含量与蛋氨酸、胱氨酸和精氨酸的含量呈显著正相关,与苏氨酸呈极显著正相关。(2)脂肪含量与α′-、β-亚基的相对含量呈显著负相关,与α-亚基的相对含量呈显著正相关;α′-亚基的相对含量与亚麻酸的含量呈极显著正相关;α-亚基的相对含量与棕榈酸呈显著负相关,与亚油酸含量呈显著正相关,与硬脂酸和亚麻酸含量呈极显著正相关。(3)亚基组成表现分别为(α′+α)-亚基缺失和α′-亚基缺失的日B-1和日A-5是具有较大育种潜力的优异种质。(4)通过遗传学的手段调整亚基含量,是选育"双高"(高蛋白、高脂肪)品种的新思路。

大豆7S球蛋白碱性蛋白酶酶解产物的结构表征

7S和11S球蛋白为大豆蛋白主要组分,对大豆蛋白的物化特性有重要的作用。本研究利用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)、扫描电镜(SEM)、傅立叶红外光谱(FTIR),分析大豆7S球蛋白及其不同水解度的碱性蛋白酶酶解产物的结构特征;通过疏水性和巯基含量的测定,分析水解度对7S球蛋白的疏水性和巯基含量的影响。实验结果表明:碱性蛋白酶酶解导致7S球蛋白的构象发生很大变化,而构象的变化取决于水解的程度。

大豆7S球蛋白结构特性与表面疏水性相关性研究

以具有代表性的6个大豆品种制备的大豆7S球蛋白为研究对象,采用ANS荧光探针法测定表面疏水性,Ellman试剂分析法测定巯基和二硫键含量,激光拉曼光谱和荧光光谱分析空间构象,探讨大豆7S球蛋白结构特性与表面疏水性的相关性。结果表明:大豆7S球蛋白的表面疏水性与二级结构的α-螺旋含量和β-折叠含量呈负相关,与二级结构的β-转角含量和无规则卷曲含量呈正相关;与色氨酸残基荧光峰λ_(max)呈正相关,与拉曼光谱色氨酸费米共振I_(1360)/I_(1340)值呈负相关,与拉曼光谱酪氨酸费米共振I_(850)/I_(830)值呈正相关,与暴露的酪氨酸残基克分子数呈正相关,与N_(暴露)和N_(包埋)的比值呈正相关;与暴露巯基含量、巯基暴露程度呈正相关,与游离巯基含量、二硫键含量、二硫键构象的相关性均不显著。

大豆7S球蛋白β-伴大豆球蛋白的研究现状

大豆β-伴大豆球蛋白约占大豆籽粒总蛋白含量的25%,是7S球蛋白的组分之一,是影响大豆籽粒蛋白营养品质及加工品质的重要组分。本文对大豆7S球蛋白β-伴大豆球蛋白的基本属性,亚基积累规律,遗传变异体的种类及其分子遗传学水平的研究现状等进行了综述。

SSR标记辅助回交转育大豆7S球蛋白α-亚基致敏蛋白缺失新品系

为快速培育7S球蛋白致敏蛋白α-亚基缺失的优质大豆新品系,以(α'+α)-亚基双缺失型材料日B为供体亲本,东农47为受体亲本,以杂交-回交转育方法为基础,结合SSR标记辅助遗传背景选择与主要农艺性状鉴定及品质分析,在BC2F4选育到7S球蛋白α-亚基缺失新品系Cb80。Cb80综合农艺性状优良,遗传背景回复率大于90%,其蛋白质及氨基酸总量为44.1%、41.95%,分别比轮回亲本东农47提高3.5和3.76个百分点。

大豆7S球蛋白热力学特性、溶解性和溶液性质与表面疏水性相关性研究

以6个具有代表性的大豆品种制备的7S球蛋白为实验对象,采用ANS荧光探针法测定表面疏水性,采用差示扫描量热法分析热力学特性,采用体积排阻-凝胶色谱法分析溶液的相对分子质量及其分布,采用Zeta Plus电位及激光粒度分析仪分析流体动力学粒径及其分布并测定ξ-电位,研究大豆7S球蛋白热力学特性、溶解性和溶液性质与表面疏水性的关系。结果表明:大豆7S球蛋白的表面疏水性与变性温度、变性焓、ξ-电位绝对值均呈显著负相关;大豆7S球蛋白的溶解性与表面疏水性呈极显著负相关;大豆7S球蛋白溶液可溶性聚集物的平均相对分子质量、平均粒径与表面疏水性呈显著正相关。

糖基化反应对大豆7s球蛋白凝胶流变性质的影响

利用葡萄糖对大豆7s球蛋白进行湿法糖基化处理,制备出大豆7s球蛋白3种糖基化产物。通过旋转流变仪、质构仪和扫描电镜对大豆7s球蛋白及其3种糖基化产物凝胶的流变性、质构性及微观结构进行分析,研究糖基化反应对大豆7s球蛋白热致凝胶性的影响。结果显示:糖基化反应提高了大豆7s球蛋白的热稳定性,提前了大豆7s球蛋白的凝胶点,增加了大豆7s球蛋白凝胶的粘弹性,说明糖链的接入促进了大豆7s球蛋白凝胶网络的形成。

大豆11S和7S球蛋白提取工艺优化研究

以低温脱脂大豆粉为原料,对比大豆蛋白分离提取方法,对大豆11S和7S球蛋白提取工艺进行优化研究,并采用SDS-PAGE凝胶电泳测定提取纯度。提取大豆11S和7S球蛋白优化工艺如下:在调节pH到6.4之前,浸提液中添加0.08 mmol/L NaHSO3,5 mmol/L CaCl2,pH6.2提取大豆11S球蛋白。上清液调节pH4.8离心提取大豆7S球蛋白。结果表明,优化工艺对比传统方法有效提高了两种球蛋白提取率和纯度,提取率11S达82.8%,7S达73.2%;提取纯度11S达78.3%;7S达71.1%。

7S球蛋白亚基含量变异大豆种质的性状鉴定

对从日本引进的5份7S球蛋白亚基组成各异的稀有大豆种质的主要农艺及品质性状进行鉴定,结果表明:Enre i(正常型)、日A-5(α′-亚基缺失型)和SF-1(β-亚基极少型)为高蛋白质和高油含量材料;日A-5与SF-1为高蛋白材料;SF-1为高油材料。日A-5与SF-1的综合农艺性状好,是具有较高利用价值的优异育种材料。

不同节位大豆籽粒中脂肪酸与11S、7S球蛋白含量变化

为了研究不同节位上大豆籽粒中5种脂肪酸与11S、7S球蛋白的含量变化规律,以吉林38和吉农19为试验材料测定不同节位籽粒中棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸和亚麻酸含量与11S、7S球蛋白含量。结果表明,吉林38和吉农19各节位籽粒中所含脂肪酸及11S、7S球蛋白含量不同。棕榈酸、亚油酸和亚麻酸含量表现为随节位的上升而逐渐下降,而硬脂酸和油酸含量则表现为随节位的上升而上升。11S球蛋白含量随节位上升呈现为先下降后上升的趋势,11S球蛋白含量在中下部（4~9节位）含量偏低,上部（13~17节位）含量达到最高;7S球蛋白与11S球蛋白含量在节位中的变化规律相反。相关分析表明,吉林38和吉农19的11S球蛋白与7S球蛋白呈负相关关系。11S/7S比值与棕榈酸、亚油酸和亚麻酸呈负相关关系,与硬脂酸和油酸呈正相关关系。

大豆7S球蛋白酶解产物在猪肉肠中的应用

本研究以大豆为原料提取7S球蛋白,并对其进行酶法水解。以质构特性、凝胶强度、肉肠得率为评价指标,比较添加不同水解度和不同添加量的7S酶解蛋白对猪肉肠品质的影响。采用二因素三水平正交试验,确定肉肠专用比,蛋白的最佳工艺参数为7S球蛋白水解度为11%、添加量为1.5%。

菠萝蛋白酶限制性酶解大豆7S球蛋白产物在猪肉肠中的应用

采用菠萝蛋白酶对大豆7S球蛋白进行限制性水解,将不同水解度的7S球蛋白酶解产物添加到猪肉肠中进行应用研究。以质构特性、肉肠得率为评价指标,比较了不同水解度和添加量的7S球蛋白酶解产物对猪肉肠品质的影响。采用正交试验,确定了猪肉肠专用蛋白的最佳工艺参数:7S球蛋白水解度为6%,添加量为1.5%。

大豆7S球蛋白凝胶光学性质的研究

本文深入地研究了大豆 7S球蛋白凝胶光学和流变学性质与蛋白质浓度、加热温度和加热时间的关系。结果表明 :在形成蛋白质凝胶 (蛋白质浓度≥ 7.5% )的前提下 ,低的蛋白质浓度有利于大豆 7S球蛋白形成透明性凝胶 ,但凝胶强度较低 ;温度 >85℃有利于蛋白凝胶透明性和强度的提高 ;加热 6 0min .较为适宜。扫描电子显微镜 (SEM)观察显示 :大豆 7S球蛋白透明凝胶具有有序微观结构 ;探讨了大豆 7S球蛋白形成透明凝胶机理。

大豆7S球蛋白(α＋β)-亚基缺失型种质的α-与β-亚基基因的测序与分析

【目的】明确大豆7S球蛋白(α+β)-亚基双缺失特性是否是由于α-与β-亚基基因的缺失或变异引起的。【方法】聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)分析和α-与β-亚基基因的PCR扩增、克隆、测序和序列比较。【结果】该种质α-亚基基因特异性引物的PCR扩增结果与对照基本一致,β-亚基基因的则与对照不同。α-亚基基因扩增片段与对照的同源性较高,为90.9%,二者的区别主要存在于扩增片段的5′-端;β-亚基基因间的同源性较低,仅为53.1%。另外,在该材料β-亚基基因扩增片段的两端,检测到一对短的反向重复序列。【结论】该种质α-与β-亚基同时缺失的特性不是由α-与β-亚基基因的缺失引起的;α-与β-亚基基因的扩增序列与对照存在一定的差异,基因序列间的差异是否为导致α-与β-亚基缺失的直接原因,尚需进一步研究确认。

大豆7S球蛋白α'亚基缺失新种质中黄608的分子鉴定

大豆7S球蛋白α'亚基含量与大豆的营养品质和加工特性关系密切。本研究利用聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)和免疫印迹法(Western blot)从中品661的EMS突变库中筛选出α'亚基缺失突变体中黄608。利用中黄608与登科1号创建了一个由210个个体组成的F2分离群体。遗传分析表明,α'亚基缺失由1对隐性单基因控制。利用连锁分析方法将该基因定位于第10染色体标记SSR10-1489与SSR10-1612之间,其中,包括控制α'亚基合成基因Cgy-1(Glyma.10G246300),序列分析发现,中黄608在Cgy-1第1外显子第84个碱基发生单碱基突变(G84→A84),导致氨基酸翻译提前终止。根据新发现的变异位点开发了共显性分子标记,并检测F2个体基因型,结果表明, Cgy-1基因型与α'亚基表型共分离。本研究不仅为大豆优质育种提供了新材料,同时也为分子育种提供了技术支持。