發(fā)布時間：2020-11-14 11:52

　　 植物遠緣雜交和多倍體化是新物種形成的主要途徑,也是促進植物進化的重要動力。由于親本基因組間的相互作用,異源多倍體化大多伴隨著廣泛的,快速的遺傳及表觀遺傳變異。高分子量谷蛋白亞基(HMW-GS)是小麥胚乳中重要的貯藏蛋白之一,其組成和含量決定了面團彈性和面包加工品質(zhì)。節(jié)節(jié)麥(Aegilops tauschii Cosson,2n=2x=14,DD)和黑麥(Secale cereale,2n=2x=14,RR)含有許多優(yōu)良的農(nóng)藝性狀,被廣泛應用于小麥的遺傳改良,本研究以節(jié)節(jié)麥-黑麥雙二倍體(2n=4x=28,DDRR)及其親本為材料,通過定向缺失亞克隆的方法獲取HMW-GS基因序列,對序列進行比對,分析HMW-GS基因在雙二倍體中的序列變異特點,為深入研究遠緣雜交過程中由于外源基因組導入引起的功能基因序列改變提供理論依據(jù)。取得的研究成果如下:(1)根據(jù)HMW-GS基因序列兩端有高度的保守性,設計引物對節(jié)節(jié)麥-黑麥雙二倍體以及親本進行PCR擴增,親本節(jié)節(jié)麥和黑麥分別擴增出兩條帶,雙二倍體共檢測到三條帶,雙二倍體中分子量最大條帶和最小條帶與親本節(jié)節(jié)麥的Dx5和Dy10.5亞基基因大小一致,中間條帶是兩親本都未出現(xiàn)的新麥谷蛋白條帶,而黑麥的Rx2和Ry6.5亞基基因在雙二倍體材料中未檢測到,由于HMW-GS基因序列分子量較大且內(nèi)部存在大量重復序列,針對此問題需要利用亞克隆方法獲得基因的全長序列,節(jié)節(jié)麥中的HMW-GS基因暫命名為At-Dx5、At-Dy10.5,黑麥中的HMW-GS基因暫命名為Sc-Rx2、Sc-Ry6.5,節(jié)節(jié)麥-黑麥雙二倍體中的HMW-GS基因暫命名為AS-Dx5、AS-Rx7*、AS-Dy10.5。(2)節(jié)節(jié)麥At-Dx5、At-Dy10.5亞基基因序列全長分別為2514 bp、1968 bp,和它們遷移率一致的雙二倍體中的AS-Dx5和AS-Dy10.5基因序列全長也為2514 bp和1968 bp。利用ClustalX2和Bioedit軟件分別對At-Dx5和AS-Dx5、At-Dy10.5和AS-Dy10.5基因序列比對,結果發(fā)現(xiàn)作為母本節(jié)節(jié)麥的HMW-GS基因(x-型和y-型)在雙二倍體中變化很小,僅有個別的SNP差異。(3)雙二倍體中新HMW-GS基因AS-Rx7*序列全長為2196 bp,與親本黑麥Sc-Rx2和Sc-Ry6.5基因核苷酸比對發(fā)現(xiàn),AS-Rx7*基因的核苷酸序列的前半部分1-948 bp以及結尾部分2305-2196 bp與親本黑麥的Rx亞基基因基本一致,948-2305 bp之間有部分與親本黑麥的Ry亞基基因一致,于是我們推測新亞基可能是由于親本黑麥Rx和Ry亞基基因通過不等交換產(chǎn)生的。AS-Rx7*亞基與已知的Rx亞基氨基酸比對結果顯示AS-Rx7*亞基在靠近N-端非重復區(qū)的中央重復區(qū)比其它Rx亞基多含有一個半胱氨酸殘基,因此我們猜測該亞基可能具有提高面粉加工品質(zhì)的潛能。將AS-Rx7*基因的核苷酸序列與親本x-型、y-型亞基基因的核苷酸序列進行系統(tǒng)進化樹構建,AS-Rx7*基因與黑麥Sc-Rx2基因聚在了一起,說明與黑麥Rx亞基親緣關系更近。AS-Rx7*亞基在原核細胞中成功表達,它的條帶遷移率與種子蛋白Rx亞基基因的條帶基本一致。
【學位單位】：河南大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：S512.1
【部分圖文】：

圖 3-1 節(jié)節(jié)麥-黑麥雙二倍體及其親本 HMW-GS 基因的 PCR 擴增產(chǎn)物電泳圖M：DL2000 DNA marker；1：雙二倍體；2：黑麥；3：節(jié)節(jié)麥Fig. 3-1 PCR amplification products electrophoresis of HMW-GS gene in DDRR and its parenM: DL2000 DNA marker; 1: The amphidiploid; 2: S.cereale; 3: Ae. tauschii

圖 3-2 對 AS-Dx5 缺失亞克隆進行單酶切的線性質(zhì)粒電泳圖Fig. 3-2 Linear plasmid electropherograms for single digestion of AS-Dx5 deletion subclones

長度不同的單鏈，瓊脂糖凝膠檢測并回收純化，檢測結果如圖 3-2 所示，瓊脂糖凝膠收純化后自連形成一系列的缺失亞克隆。用M13R/F通用引物PCR檢測菌落片段長度果如圖 3-3 所示，篩選出片段大小合適的亞克隆，通過亞克隆測序拼接獲得它們的全列。圖 3-2 對 AS-Dx5 缺失亞克隆進行單酶切的線性質(zhì)粒電泳圖Fig. 3-2 Linear plasmid electropherograms for single digestion of AS-Dx5 deletion subclones
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本文編號：2883444