普通小麦祖先物种以及普通小麦—野生二粒小麦渐渗系铁蛋白基因的特性研究
发布时间：2020-01-31 19:49
【摘要】：野生二粒小麦(Triticum dicoccoides, AABB,2n=4x=28)是普通小麦(T.aestivum, AABBDD,2n=6x=42) A、B染色体组的供体祖先种,其籽粒具有微量元素高和蛋白质含量高等特性。普通栽培小麦具有产量高但营养品质较低的特性,因此,利用远缘杂交育种手段将野生二粒小麦与普通小麦的优良性状相结合,从而选育出营养品质高且经济产量高的小麦品种具有重要意义。本研究通过对普通小麦及其不同祖先物种,包括二倍体A基因组的乌拉尔图小麦(T. urartu)、野生一粒小麦(T. boeoticum)和栽培一粒小麦(T. monococcum),二倍体D基因组的节节麦(Aegilops tauschii)和B基因组或S基因组的拟斯卑尔脱山羊草(Ae. speltoides),以及四倍体AABB基因组最古老物种野生二粒小麦的铁蛋白基因进行分子克隆及序列比对分析,对普通小麦中铁蛋白基因的来源与存在特性进行了探讨。在此基础上,进一步对野生二粒小麦与高产但品质较差的普通小麦品种川农16(CN16)种间杂种高代(F12)稳定株系的铁蛋白基因的结构特性与相对表达量进行了研究,并分析了供试株系铁、锌、蛋白质含量、千粒重,各性状之间的关系,探究野生二粒小麦对小麦营养品质的改良效应。主要研究结果如下：1.通过对包括川农16及其与野生二粒小麦杂种高代渐渗系在内的普通小麦,以及不同祖先物种的铁蛋白基因进行克隆发现,在二倍体一粒系小麦(AA)和节节麦(DD)中分别克隆到一条铁蛋白基因序列,在四倍体小麦(AABB)中克隆得到两条铁蛋白基因序列,而在六倍体普通小麦(AABBDD)中克隆得到三条铁蛋白基因序列,比对分析后可以初步推测在六倍体小麦中存在的三个铁蛋白基因分别来源于A、B、D三个基因组,且铁蛋白基因是一个单拷贝基因。2.本研究将在不同物种小麦中克隆得到的三种铁蛋白基因分别命名为Fer1、 Fer2、Fer3。其核苷酸序列全长分别为2070bp、2023bp和2071bp,相对应的cDNA长度分别为771bp、768bp和774bp,分别编码256、255和257个氨基酸残基的多肽。将Ferl、Fer2、Fer3的核苷酸序列与NCBI上的已知铁蛋白基因序列比对,发现这三种基因均含有8个外显子和7个内含子,且其编码区同源性较高,体现出铁蛋白基因的高保守性。3.对野生二粒小麦与CN16及其后代株系的旗叶及籽粒进行实时荧光定量PCR测定,发现铁蛋白基因在旗叶与籽粒中的表达量呈显著性正相关；铁蛋白基因的表达量与籽粒蛋白质含量也呈正相关：然而籽粒中铁锌含量与铁蛋白基因的表达量无明显相关性。籽粒中铁含量与锌含量两者呈显著性正相关。铁蛋白基因的表达量及蛋白质含量均与千粒重呈显著性负相关。
【图文】：
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本文编号：2575150
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