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1 099 bp,从5′至3′方向依次有E-box、N-box、G-box、HMW谷蛋白特异38 bp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1 572 bp,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.     

67份美国小麦种质资源的HMW-GS组成与品质分析

为了挖掘新的种质资源,对引自美国的67份小麦种质材料进行了高分子量麦谷蛋白亚基组成与品质性状分析。HMW-GS组成分析表明,在供试材料中共检测到20种亚基类型和25种亚基组合,表明这批材料的遗传多样性较高。在GluA1位点上,亚基1与2*的出现频率分别为16.4%与35.8%;Glu-B1位点有9个等位变异,其中出现频率最高的为7+9亚基对(47.8%);Glu-D1位点有8个等位变异,以5+10亚基对为主要类型,出现频率高达74.6%。在Glu-B1位点上发现3个不常见亚基7*、8*、8**和3个未知亚基a、b、c,还发现1个未知亚基,暂时将其标记为5*,可能位于Glu-D1位点上。亚基组合类型中,"null,7+8,5+10"的出现频率最高,为22.4%。亚基评分在5~10分之间,平均8.2分,得分在8分及其以上的材料有42份(62.69%),其中得10分的材料有9份(13.43%)。利用DA7200近红外成分分析仪对这批小麦材料的品质性状进行初步分析,结果表明其品质指标较低。这67份美国小麦材料含有的优质亚基比例较高,可作为中间材料以改良我国黄淮麦区小麦品种的亚基组成。     

7个冬小麦品种灌浆期抗旱性鉴定指标的综合评价

采用7个冬小麦(Triticum aestivum L.)品种,研究了不同水分处理下部分生理指标和部分农艺性状变化,以各单项指标的抗旱系数作为抗旱性衡量指标,利用主成分分析对其抗旱性进行评价,同时将综合评价值(D值)与抗旱指数(DRI)进行相关性分析。结果表明:(1)与对照相比,干旱胁迫后的超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、相对电导率、丙二醛(MDA)含量、脯氨酸(Pro)含量、可溶性糖含量、胞间CO2浓度(Ci)均有不同程度上升;根系活力、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、株高、穗下节长度、叶面积、穗长、小穗数和穗粒数均下降;过氧化物酶(POD)活性和可溶性蛋白质含量在各品种间变化趋势不尽一致。(2)通过主成分分析综合评价值(D值),供试品种可分为3类:‘晋麦47’和‘小偃22’属于强抗旱型;‘矮抗58’、‘西农979’和‘西农509’属于中等抗旱型;‘郑麦366’和‘郑麦9023’属于弱抗旱型。(3)两种不同干旱胁迫下综合评价值(D值)与抗旱指数均显著相关(r分别为0.768和0.808,p0.05)。     

滨麦低分子量谷蛋白亚基（LMW-GS）基因的分离与序列分析

采用PCR方法,从滨麦(Leymus mollis)基因组中分离出8条LMW-GS基因序列.核苷酸序列分析表明,序列GQ169791在起始密码子上游包含318 bp的启动子序列,该序列包含-300元件、GCN4 motif、种子贮藏蛋白盒等基因特异表达的顺式或反式作用调控元件.推导的氨基酸序列分析表明,8条序列的编码区依次有信号肽,N-末端区,中部重复区和C-末端Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区等典型LMW-GS多肽一级结构特征;序列HQ416909、HQ416914和HQ416915具有单一完整的开放阅读框(ORF);序列GQ169791、HQ416910、HQ416911、HQ416912和HQ416913在中部重复区和C-末端区出现了4个或5个提前终止密码子,推断其为假基因.8条序列都含有8个或9个半胱氨酸残基(C),N-末端区起始氨基酸序列为METSRIPG-或METTRIPG-,推断其为LMW-m型LMW-GS基因.系统进化分析表明,8条序列与华山新麦草(Psathyrostachys huashanica)LMW-GS基因(HM475146,GQ223386)和野大麦(Hordeum brevisubulatum)的B-hordein基因(AY695368)具有相对较近的同源关系.该研究为挖掘利用滨麦LMW-GS的基因提供了理论依据,对小麦品质改良具有一定参考价值.     

小麦SSR和EST-SSR引物对无芒雀麦的通用性分析

无芒雀麦(Bromus inermis Leyss.)具有营养价值高、产量大、利用季节长、耐寒耐旱、适应性强等优良品质。为了解小麦SSR和EST-SSR引物在亲缘植物无芒雀麦中的通用性,本研究选用位于普通小麦7个部分同源群的203对SSR引物和46对EST-SSR引物对无芒雀麦基因组DNA进行了扩增。结果显示:有137对(67.49%)SSR和30对(65.22%)EST-SSR引物对无芒雀麦可以有效扩增,平均扩增条带数分别为2.8和2.5,即小麦SSR和EST-SSR引物在无芒雀麦中具有较高的通用性;研究还发现,来自小麦B基因组和第5同源群染色体的引物在无芒雀麦中的有效扩增比率和平均扩增条带数最低。据此推断,小麦B基因组和第5同源群染色体可能与无芒雀麦基因组的亲缘关系较远。该研究对开发无芒雀麦基因组的特异分子标记、进行遗传多样性分析和功能基因定位等具有一定的参考价值。