两对高分子量麦谷蛋白亚基等位基因及其相互作用对小麦面筋品质的影响

小麦谷蛋白赋于面筋弹性,其亚基组成类型对加工品质有着重要的决定作用。采用一对杂交组合(烟农19×安农9914)的后代,随机选择至F3,种植871个F4穗系,分别检测了高分子量麦谷蛋白亚基(high molecular weight glutenin subunits,HMW-GS)、低分子量麦谷蛋白亚基(low molecular weight glutenin subunits,LMW-GS)组成、SDS沉降值和和面图指标,分析了麦谷蛋白等位亚基及其相互作用对品质的影响。结果表明:该群体麦谷蛋白组成仅在Glu-A1(1亚基或N亚基)与Glu-B1(14 15亚基或17 18亚基)位点有差异。Glu-A1位点1亚基的SDS沉降值显著高于N亚基,1亚基的峰高、7 min尾高显著大于N亚基,而在和面时间、7 min带宽以及衰落角(耐揉性),两亚基间差异不显著。Glu-B1位点亚基间SDS沉降值17 18>14 15/17 18>14 15,和面时间、7 min带宽两个指标17 18亚基显著高于14 15亚基,衰落角显著小于14 15亚基,峰高和7 min尾高差异不显著。对Glu-A1和Glu-B1两位点互作,除7 min带宽互作达5%显著水平外,其它四个指标均未达显著水平。1亚基相对于N亚基,17 18亚基相对于14 15亚基,虽以SDS沉降值为标准其效应相当,但两者却作用于面团的不同性能。     

小麦低分子量麦谷蛋白亚基研究进展

低分子量麦谷蛋白亚基(LMW-GS)是小麦胚乳中的一种聚合蛋白组分,LMW-GS彼此间或／和高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)间形成分子内二硫键,进而产生麦谷蛋白聚合体,决定小麦面团的加工品质。由于 LMW-GS与醇溶蛋白的提取特性和电泳迁移率相近,其研究进展缓慢。近年来随着电泳技术的提高,LMW-GS的研究也成为品质性状研究的新热点,越来越多的研究证实了LMW-GS对品质具有重要作用。然而,关于LMW-GS 的研究在我国尚处于起步阶段。本文从小麦LMW-GS的分类、染色体定位、结构及其与品质间关系等方面回顾其研究状况,并讨论研究中存在的问题。     

黑豆盐溶球蛋白的研究

对经凝胶过滤后的黑豆盐溶球蛋白进行Native-PAGE及双向SDS-PAGE电泳分析,结果表明黑豆7S球蛋白是由3个以非共价键相结合的亚基(MW:84．7kD,72．6kD和49．2 kD)连接而成;黑豆11S球蛋白中则含有以共价键相结合的亚基,同时也可能存在非共价键结合的亚基。其在还原条件下,可分解出5个肽链(MW：38．4kD,35．4kD,34．5kD,21kD和20．6kD),且在电泳图片上明显分为两个区域。     

龙97-586小麦品系Glu—B1位点HMW-GS7和7＋8亚基近等基因系间的品质差异

利用连续5次回交和生化标记辅助选择的方法将7＋8亚基引入了龙97．586（1,7,2＋12）小麦品系中,获得了龙97．586小麦品系高分子量麦谷蛋白亚基7和7＋8的近等基因系．2004～2006年这对近等基因系被种植在黑龙江省农业科学院作物育种所的实验地里,田间设计采用双列对比排列,2004～2005年为6次重复,2006年为4次重复．3年的品质分析结果表明,7＋8亚基与其相应的7亚基近等基因系相比在面粉蛋白质含量和干面筋含量这两方面的差异是可以忽略不计的（P＞0．05）;但在湿面筋、湿面筋／干面筋、面筋指数、Zeleny沉降值、沉降值／干面筋、吸水率、形成时间、稳定时间、断裂时间和弱化度方面的差异均达极显著水平（P＜0．01）．2006年吹泡示功仪测试,7＋8亚基与相应的7亚基近等基因系相比,吹泡示功仪W值差异显著伊＜0．05）,吹泡示功仪P值差异为临界值（P=0．05）．本研究显示,在龙97—586小麦品系遗传背景下,7＋8亚基在烘烤品质上远远优于7亚基．文章讨论了在选育强筋和弱筋小麦品种或品系时,7＋8亚基和7亚基的利用问题．     

牛脑Ca~(2+)/CaM依赖性蛋白激酶Ⅱ的纯化和鉴定

通过一系列层析法,首次从牛脑纯化得到胶凝电泳匀一的Ca~(2+)/CaM PKⅡ。凝胶过滤法测定全酶分子量为550kD,SDS-PAGE法测定亚基分子量为55kD,推测牛脑Ca~(2+)/CaM PK Ⅱ由十个相同的亚基组成。该酶活性绝对依赖于Ca~(2+)和CaM,以63kD PDE同工酶为底物,其AC_(50)分别为0.85μmol/L和0.18μmol/L;以酪蛋白为底物,其AC_(50)分别为0.22μmol/L和0.06μmol/L。牛脑Ca~(2+)/CaM PK Ⅱ旣能催化63kD PDE同工酶等多种蛋白或酶磷酸化,又能进行自身磷酸化。该酶催化63kD PDE同工酶最大磷酸参入量为1mol/mol亚基。磷酸化型63kD PDE同工酶的Ca~(2+)的AC_(50)高于非磷酸化型。     

小麦低分子量麦谷蛋白亚基组成研究

利用改良的两步一向SDS—PAGE(two—step one—dimensional SDS—PAGE)分析了几种小麦低分子量麦谷蛋白亚基(LMW-GS)组成。70％热乙醇提取总谷蛋白,11％分离胶进行第一步SDS—PAGE分离．电泳1h后切取顶端1cm胶条并置于巯基乙醇溶液进行还原,还原后的胶条于11%～16．5％的梯度胶进行第二步SDS—PAGE分离。结果显示。两步一向SDS—PAGE可以彻底除去清蛋白、球蛋白和醇溶蛋白对LMW—GS分离的背景干扰。提高LMW—GS的分辨率。对几种小麦低分子量麦谷蛋白亚基分析表明：LMW-GS组合比HMW—GS更为丰富,每种小麦含有2～5种B亚基,2～4种C亚基．B、C亚基的总数量为4～8种。     

陕南鄂西丘陵麦区小麦HMW-GS组成和LMW-GS等位基因变异

采用SDS-PAGE凝胶电泳和STS标记方法分别对陕南鄂西丘陵麦区小麦品种(系)中的高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)组成和低分子量谷蛋白亚基(LMW-GS)Glu-A3与Glu-B3位点的等位基因进行了检测,并通过STS特异性标记对SDS-PAGE凝胶电泳检测的HMW-GS部分结果进行了验证。结果表明:(1)陕南麦区64份小麦材料中共检测到9种HMW-GS类型,其中Glu-A1位点含有Null、1共2种等位变异,频率分别为53.12%和46.88%;Glu-B1位点有7+8、7+9、14+15和17+18共4个等位变异,频率分别为26.56%、48.44%、21.88%和3.13%;Glu-D1位点有2+12、5+10和4+12共3种等位变异,频率为71.88%、15.63%和12.49%;而且17种不同亚基组合中以"1,7+9,2+12"与"Null,7+9,2+12"为主。(2)64份小麦材料中检测到11种LMW-GS类型,其中Glu-A3位点存在Glu-A3a、Glu-A3c和Glu-A3d共3种等位变异,分布频率为10.94%、62.50%和26.56%;GluB3位点有Glu-B3a、Glu-B3b、Glu-B3d、Glu-B3e、Glu-B3f、Glu-B3g、Glu-B3i和Glu-B3j共8种等位变异,分布频率分别为6.25%、4.69%、29.69%、1.56%、3.13%、18.75%、4.69%、31.25%。(3)2个特异性STS标记对SDSPAGE凝胶电泳检测到的HMW-GS部分组成结果验证表明,STS标记可以有效克服SDS-PAGE方法检测小麦HMW-GS中的7与7*、8与8*以及2与2*亚基的误读问题,为小麦品质育种与食品加工提供理论支持。     

小麦低分子量谷蛋白亚基基因5′侧翼保守序列染色体组特异性DNA变异的分析及验证

根据33个低分子量麦谷蛋白亚基(LMW-GS)基因5′侧翼序列的相似性进行聚类分析, 可将其划分成8个类群, 这与基于N末端推导氨基酸序列进行的类群划分结果完全一致. 序列比对发现, 各类群基因5′侧翼保守序列间存在DNA多态性, 共发现34个多态性位点, 其中18个为潜在单核苷酸多态性位点(SNPs, single nucleotide polymorphisms). 除1个LMW-GS类群之外, 其余7个类群的5′侧翼序列均具有类群特异性DNA变异位点. 根据类群间的DNA多态性对这7个类群设计了特异引物, 利用普通小麦(Triticum aestivum L.)品种中国春及其第1同源群双端体系对其进行染色体定位分析, 揭示了1AS, 1BS和1DS上分别有第2, 1和4类群. 对PCR产物的克隆测序进一步验证了不同染色体组上的LMW-GS基因类群间5′侧翼序列具有特异性. 这些结果表明, LMW-GS基因的编码区及其5′侧翼保守序列可能是协调进化的. 本文报道的7对引物可对7类LMW-GS基因的完整编码区进行特异扩增, 因而能在小麦复杂的遗传背景下有目的地对某一类LMW-GS基因进行分离克隆, 这有助于弄清单个LMW-GS对小麦品质的贡献. 同时, 在小麦育种中, 这些标记对于有效地选择与品质密切相关的LMW-GS组分有一定应用价值.     

一种小麦高、低分子量麦谷蛋白亚基的提取方法

用7.5%的异丙醇和0.3 mol/L的NaI去除醇溶蛋白和其他单体蛋白, 以二硫苏糖醇(DTT)为强还原剂, 以4-乙烯基吡啶 (VP)保护巯基, 防止其重新氧化。在25%的异丙醇和0.04 mol/L的Tris-HCl (pH=8.0)缓冲液中提取小麦总麦谷蛋白亚基、在4%浓缩胶和13%分离胶的不连续分离体系中进行SDS-PAGE电泳, 结果表明, 该方法不仅能有效去除醇溶蛋白和其他蛋白对麦谷蛋白亚基电泳的影响, 且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)的提取分离一步完成, 更重要的是, 利用该方法提取出的HMW-GS和LMW-GS在电泳分析中, 具有高的分辨率, 可以有效区分各电泳谱带, 为进一步研究奠定了基础。     

GL-7-ACA酰化酶的分离纯化及性质研究

CU334是高表达GL-7-ACA酰化酶工程菌,其菌悬液用超声波处理后,经硫酸铵分级沉淀、DEAE-Sephadex A-50离子交换柱层析、DEAE—纤维素DE-52柱层析、Sephadex G-200凝胶过滤及羟基磷灰石吸附柱层析等步骤,得到了凝胶电泳均一的GL-7-ACA酰化酶蛋白,纯化了22倍,得率4.0％,比活力为13.8U/mg。用浓度梯度PAGE测得GL-7-ACA酰化酶的分子量为134kD,用SDS-PAGE测得两个亚基分子量分别为15.5kD和58.4kD。用PI法测得等电点为3.5。GL-7-ACA酰化酶反应最适pH为7.0。反应最适温度为37℃,GL-7-ACA酰化酶对底物GL-7-ACA的K_m值为0.50mmol/L,V_(max)为13.10U·mg^(-1)。Ca^(2+)、EDTA和巯基乙醇对该酶有激活作用,Cu^(2+)、Fe^(2+)和Mg^(2+)等有一定程度的抑制作用。产物7-ACA、戊二酸均为GL-7-ACA酰化酶的反竞争性抑制剂,其K_1值分别为16.58mmol·L^(-1)和9.88mmol·L^(-1)。