乌拉尔图小麦（G1812）低分子量麦谷蛋白Glu-A3位点的解析
发布时间：2020-06-05 02:22
【摘要】：小麦低分子量麦谷蛋白(LMW-GS)是小麦籽粒贮藏蛋白的主要组成部分,对营养品质和面粉加工品质有着重要影响。LMW-GS基因是多基因家族,位于Glu-3位点。由于家族成员众多且相似度高,目前该位点的基因组成和结构尚未完全了解。乌拉尔图小麦是普通小麦A基因组的供体,它有相对于普通小麦更简单的基因组。本研究通过筛选乌拉尔图小麦PI428198(G1812)的BAC文库,得到含LMW-GS基因的单克隆以及位于该位点的单克隆,经重叠群构建和BAC三代测序后,找到contig与BAC的对应,以此来解析Glu-A3位点。主要研究结果如下:1.利用LMW-GS基因分子标记系统和全长克隆体系的7对引物,在乌拉尔图小麦G1812的BAC文库中,共筛选得到66个含LMW-GS基因的阳性单克隆,分属于m类和i类两种类型。其中,对于HindIII部分酶切的BAC文库,含m类LMW-GS基因的阳性单克隆有6个,含i类LMW-GS基因的阳性单克隆有49个;而在EcoRI部分酶切的BAC文库中,m类和i类LMW-GS基因对应的阳性单克隆数目分别为4个和7个。2.根据每个阳性单克隆末端的序列设计特异引物,对全部阳性单克隆进行扩增,最终构建形成两组BAC重叠群,分属于m类型基因簇和i类型基因簇。经过选择最短路径,7个含i类LMW-GS基因的阳性单克隆构建形成一个重叠群,分别为TUG.H3-0492.L23、TUG.H3-0311.I01、TUG.H3-0492.H01、TUG.H3-0344.G01、TUG.H3-0493.L07、TUG.H3-0324.H14和TUG.H3-0246.G20;6个含m类LMW-GS基因的阳性单克隆构建形成一个重叠群,分别是TUG.E1-0012.O11、TUG.E1-0012.O16、TUG.H3-0429.B20、TUG.H3-0065.I13、TUG.E1-0042.N11和TUG.E1-0042.K15。3.利用染色体步移的方法,筛选文库得到7个阳性单克隆,它们对两组重叠群内部存在的gap有了部分补充;通过参考中国春A亚基因组序列,用了14对引物筛选文库得到19个阳性单克隆,它们对两组重叠群之间存在的gap有了部分补充。gap的补充进一步完善了Glu-A3位点物理图谱的构建。4.经选择,将两组重叠群和补gap的阳性单克隆(共33个)进行三代测序。数据组装得到36个contig,找到了63条末端序列与contig的对应关系,经拼接和预测,最终组装成3.49 M的序列,其中LMW-GS基因呈不均匀分布,m类基因和i类基因分别形成两个基因簇。
【图文】：
子量麦谷蛋白基因在染色体上的定位子量麦谷蛋白基因大多被定位于第一同源群染色体短臂末端 Glu-3 位点Glu-B3 和 Glu-D3，每个位点编码多个低分子量麦谷蛋白基因，组成了复Singh and Shepherd,1988；Gupta and Shepherd,1990；D’Ovidio R and Ma，2010），同时 Glu-3 位点与醇溶蛋白基因的 Gli-1 位点紧密连锁（Jackson l.,1984）。Liu 和 Shepherd 在硬粒小麦中发现了两个新的 LMW-GS 位点臂，一个是 Glu-B4，与 Glu-B3 的遗传距离是 3.07cM；另一个可能与之点相同，距离 Glu-B3 位点 20.9cM（Liu et al.,1995；Jackson et al.,1985）一些 C 型低分子量麦谷蛋白亚基的基因位于第六同源群染色体上（MasSreeramulu 等发现了两个新的低分子量麦谷蛋白亚基，分别位于 Glu-D4由 1D 和 7D 染色体上的基因编码（Sreeramulu G,1997）。低分子量麦谷上的位置具体见图 1.3。
对 LMW-GS 的分子量大小有直接影响；C-Ⅰ区比较保守，富含半胱氨酸，C-Ⅱ区守，是脯氨酸富集区，C-Ⅲ存在一个半胱氨酸，序列结构也比较保守（Cassidy et al.,1在 LMW-GS 中普遍存在着 8 个半胱氨酸残基，其中 6 个参与分子内二硫键的形成与其他蛋白的半胱氨酸残基结合形成分子间二硫键，形成谷蛋白大聚体。对于 m 类 s 类这 3 类 LMW-GS 来说，，他们的 8 个半胱氨酸残基的分布不同。m 类和 s 类在 N重复区有一个可以形成分子间二硫键的半胱氨酸残基，而 i 类因无 N-末端，8 个半基均存在于 C-末端。在 C-Ⅰ区，m 类、s 类和 i 类均有 5 个参与形成分子内二硫键酸残基，i 类多了一个用于形成分子间二硫键的半胱氨酸残基。所有 C-Ⅱ区和 C-Ⅲ一个半胱氨酸残基，分别参与形成分子间、分子内二硫键（Orsi et al.,2001；D'Ovidiosci,2004）。对于低分子量麦谷蛋白的二级结构，在 N-末端区可形成分布不均的 β-转C-末端区以 α-螺旋为主，而对其高级结构还需做进一步的研究。
【学位授予单位】：河南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S512.1
本文编号：2697351
【图文】：
子量麦谷蛋白基因在染色体上的定位子量麦谷蛋白基因大多被定位于第一同源群染色体短臂末端 Glu-3 位点Glu-B3 和 Glu-D3，每个位点编码多个低分子量麦谷蛋白基因，组成了复Singh and Shepherd,1988；Gupta and Shepherd,1990；D’Ovidio R and Ma，2010），同时 Glu-3 位点与醇溶蛋白基因的 Gli-1 位点紧密连锁（Jackson l.,1984）。Liu 和 Shepherd 在硬粒小麦中发现了两个新的 LMW-GS 位点臂，一个是 Glu-B4，与 Glu-B3 的遗传距离是 3.07cM；另一个可能与之点相同，距离 Glu-B3 位点 20.9cM（Liu et al.,1995；Jackson et al.,1985）一些 C 型低分子量麦谷蛋白亚基的基因位于第六同源群染色体上（MasSreeramulu 等发现了两个新的低分子量麦谷蛋白亚基，分别位于 Glu-D4由 1D 和 7D 染色体上的基因编码（Sreeramulu G,1997）。低分子量麦谷上的位置具体见图 1.3。
对 LMW-GS 的分子量大小有直接影响；C-Ⅰ区比较保守，富含半胱氨酸，C-Ⅱ区守，是脯氨酸富集区，C-Ⅲ存在一个半胱氨酸，序列结构也比较保守（Cassidy et al.,1在 LMW-GS 中普遍存在着 8 个半胱氨酸残基，其中 6 个参与分子内二硫键的形成与其他蛋白的半胱氨酸残基结合形成分子间二硫键，形成谷蛋白大聚体。对于 m 类 s 类这 3 类 LMW-GS 来说，，他们的 8 个半胱氨酸残基的分布不同。m 类和 s 类在 N重复区有一个可以形成分子间二硫键的半胱氨酸残基，而 i 类因无 N-末端，8 个半基均存在于 C-末端。在 C-Ⅰ区，m 类、s 类和 i 类均有 5 个参与形成分子内二硫键酸残基，i 类多了一个用于形成分子间二硫键的半胱氨酸残基。所有 C-Ⅱ区和 C-Ⅲ一个半胱氨酸残基，分别参与形成分子间、分子内二硫键（Orsi et al.,2001；D'Ovidiosci,2004）。对于低分子量麦谷蛋白的二级结构，在 N-末端区可形成分布不均的 β-转C-末端区以 α-螺旋为主，而对其高级结构还需做进一步的研究。
【学位授予单位】：河南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S512.1
【参考文献】
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3 李艳亮;高翔;陈其皎;董剑;赵万春;王明霞;李敏;陈瑞佶;庞红喜;李哲清;刘俊;;小麦“陕253”低分子量谷蛋白基因的克隆与序列分析[J];麦类作物学报;2010年02期
4 刘丽,周阳,何中虎,王德森,张艳,Pea R.J.;高、低分子量麦谷蛋白亚基等位变异对小麦加工品质性状的影响[J];中国农业科学;2004年01期
本文编号：2697351
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