（作物遗传育种专业论文）类大麦属物种高分子量谷蛋白基因的鉴定与分离.pdf

类大麦属物种高分子量谷蛋白基因的鉴定与分离 研究生：郭志富 指导教师：郑有良教授 颜泽洪副研究员 魏育明副研究员 摘要 类大麦属作为小麦族中较为少见的单种属，主要研究集中在系统进化方面， 而对其高分子量谷蛋白的研究尚未见报道。为了深入了解类大麦属物种高分子量 谷蛋白及其编码基因，对类大麦属材料毛节草( c r i t h o p s i sd e l i l e a n a ) 的谷蛋白亚 基进行了分析、鉴定，并对其高分子量谷蛋白编码基因进行了克隆、测序和表达 分析，所获主要结果如下： 1 ，高分子量谷蛋白亚基组成分析 利用s d s - p a g e 检测了2 份来自于丹麦的毛节草种子高分予量谷蛋白亚基 组成。结果表明，利用普通提取方法，2 份材料在小麦的高分子萤谷蛋白区域均 仅有一条带，电泳迁移率介于普通小麦b y 8 和d y l 0 亚基之问，推测为一个商分 子量谷蛋白亚基。在普通小麦的低分子量谷蛋白区域，还出现了一条染色强度相 当的带。通过丙酮沉淀法提取分析，发现只有电泳迁移率介于普通小麦b y 8 和 d y l o 亚基之间的带存在，初步确认毛节草中只有一种高分子量谷蛋白亚基。 2 高分子量谷蛋自亚基基因k x 和i c y 分离克隆 利用高分子量谷蛋白亚基特异性引物，对1 份毛节草材料的基因组d n a 进 行扩增得到两个长度分别为2 1 和1 7 k b 的片段，经过序列分析表明2 1 k b 片段 为k x 亚基编码基因，而1 7 k b 片段为i c y 亚基( 未表达) 的编码基因。g - e n e b a n k 登录号分别为a y 8 0 4 1 2 8 和a y 8 3 4 2 3 0 。 k x 基因全长编码区长度为2 0 4 6 b p ，由其推导的氨基酸序列含6 8 2 个氨基酸 残基，具有x 型h m w - o s 的典型特征，包括2 1 个氨基酸残基组成的信号肽， 8 6 个氮基酸残基组成的n - 端保守区，5 3 3 个氨基酸残基组成的重复区，4 2 个氨 基酸残基组成的c 一端保守区。n 和c 端保守区内分别含3 个和1 个半胱氨酸( c ) 。 重复区内，含有9 个三肽( g q q ) 、5 6 个六肽( p c , q 6 q q ) 、1 6 个九肽 ( g y y p t s l q q ) ，以及位于重复区起始端的十二肽( r y y p s v t s s q q a ) 和十 一肽( s y y p g q a s p q r ) 和重复区末端的三肽( g y d ) 。与其它亚基序列进行比 较发现它与己知高分子量谷蛋白亚基问的主要差异在重复区内，且集中表现为可 重复短肽类型和数目的增加或减少，以及可重复单元内个别座位的氨基酸的替换 和少量部位的缺失。目前，在己知x 型高分子量谷蛋白噩基中，k x 的长度是最 短的。 k y 亚基的全长序列长度为1 7 2 5 b p ，由其推导的氨基酸序列同样具有y 型高 分子量谷蛋白序列的典型特征。但在核苷酸序列中的1 5 5 8 位置上存在一个提前 终止密码子，它的存在可能导致k y 编码基因沉默，从而导致k - y 亚基不能得到 表达。这与选择性提取高分子量谷蛋白的s d s p a g e 结果相一致。 3 k x 基因的体外表达 对k x 基因进行表达分析，发现k x 基因在细菌中获得表达。并且表达产物 电泳迁移率同种子蛋白中唯一的高分子量谷蛋白亚基相一致。 4 聚类分析 以大麦d h o r d e i n 作为外类群，对来自于类大麦属k 染色体组的k x 和k y ( 未表达) 亚基与小麦属a 、b 和d 、山羊草属c 和u 以及黑麦属r 染色体组 编码的相应亚基的n 端氨基酸序列进行聚类分析，结果显示k x 可与a x l 亚基 聚为平行的内部分支，而k y 则与a y 亚基距离最近，这表明类大麦属的k 染色 体组可能同小麦的a 染色体组进化关系最近。 关键词t毛节草( c r i t h o p m sd e l i l e a n a ) 、高分子量谷蛋白亚基、分子克隆、 体外表达 c h a r a c t e r i z a t i o na n di s o l a t i o no f h i g hm o l e c u l a rw e i g h tg l u t e n i n s u b u n i t sg e n e sf r o mc r i t h o p s i sd e l i l e a n a o u oz h i - f u ( c r o pg e n e t i c sa n db r e e d i l l g ) d i r e c t e db yz h e n gy o u - l i a n g ，y a hz c - h o n ga n dw e iy u - m i n g a b s t r a c t c r i t h o p s i sd e l i l e a n a ( s c h u l t ) r o s h e v ( 2 n - - 2 x = 1 4 ，k k ) i st h eo n l ym e m b e ro f t h e g e n u sc r i t h o p s i sj a n b e ts p a c h i nt h et n t i c e a eg r o u p t h ec l a s s i f i c a t i o na n d e v o l u t i o na b o u tt h i ss p e c i e sh a db e e ne x t e n s i v e l yi n v e s t i g a t e d ，w h e r e a sl i t t l ew a s k n o w na b o u tt h eh m w g l u t e n i no f t h i ss p e c i e s f o rt h eb e t t e ru n d e r s t a n d i n go f h m w g l u t e n i no fcd e l i l e a n a ，t h eh m wg l u t e n i ns u b u n i t sc o m p o s i t i o na n di t sc o d i n g g e n e si nc d e l i l e a n aw e r ei n v e s t i g a t e d 1 h m wg l u t e n i ns u b u n i tc o m p o s i t i o na n a l y s i so fcd e l i l e a n a i ns d s p a g ea n a l y s i sb yg e n e r a le x t r a c t i o nm e t h o do fs e e d p r o t e i n ，t w o c a n d i d a t eh m w g l u t e n i ns u b u n i t sw e r ed e t e c t e di n2a c c e s s i o n so fc d e z i l e a n af r o m d e m a r k o n e p u t a t i v eh m wg l u t e n i ns u b u n i th a st h es i m i l a re l e c t r o p h o r e s i sm o b i l i t y b e t w e e ns u b u n i t sb y 8a n d b y l 0i nh e x a p l o i dw h e a t ，a n dt h eo t h e rb a n dh a sa b n o r m a l f a s t e re l e e t r o p h o r e s i sm o b i l i t yt h a na n yo f t h ey - t y p eg l u t e n i ni nw h e a t u s i n ga c e t o n e e x t r a c t i o nm e t h o d ，i tw a sf o u n dt h a to n l yo n eb a n dw i t he l e c t r o p h o r e s i sm o b i l i t y b e t w e e ns u b u n i t sb y 8a n d b y l 0i nh e x a p l o i dw h e a tw a sd e t e c t e d 2 m o l e c u l a rc l o n i n go fk xa n dk ys u b u n i tg e n e sf r o mcd e l i l e a n a o w i n gt ot h a tn oh m wg l u t e n i ns u b u n i t sv a r i a t i o nw a sd e t e c t e di nc d e l i l e a n a a c c e s s i o n s ，o n ea c c e s s i o nw a ss e l e c t e df o rt h ef n r t h e rs t u d y i n g i ng e n o m i ep c r r e a c t i o n su s i n gt h ep r i m e rp a i r so fp 1a n dp 2 ，t w of r a g m e n t s ( 2 1 k ba n d1 7 k b ) w e r e s p e c i f i c a l l ya m p l i f i e d i tw a sc o n f i r m e dt h a tt h et w of r a g m e n t sw e r et h ec o d i n gg e n e s o fs u b t m i tk xa n dk y ( n o te x p r e s s e d ) b ys e q u e n c ea n a l y s i s t h es e q u e n c e so fh m w g l u t e n i ng e n e sk xa n dk yh a db e e nd e p o s i t e di nt h eg e n b a n ku n d e ra c c e s s i o n n u m b e r sa y 8 0 4 1 2 8a n da y 8 3 4 2 3 0 ，r e s p e c t i v e l y t h ef u l lc o d i n gr e g i o no fk xw 船2 , 0 4 6 b p 。a n dc o u l de n c o d eam a t u r ep r o t e i n w i t h6 6 1a m n oa c i d sr e s i d u e s 1 1 心c o d i n gs e q u e n c eo fk xh a st h et y p i c a lp r i m a r y s t r u c t u r e so fh m wg l u t e n i ns u b u n i t s i nt h ed e d u c e da m i n oa c i ds e q u e n c eo fk x ，a c o n s e r v e ds i g n a lp e p t i d ew i t h2 1r e s i d u e s ，an - t e r m i n a lr e g i o nw i t h8 6r e s i d u e s ，a i i 】【 c e n t r a lr e p e t i t i v ed o m a i nw i t h5 3 3r e s i d u e sa n dac t e r m i n a lr e g i o n 、撕t i l4 2r e s i s d u e s w e r eo b s e r v e d t h er e p e t i t i v ed o m a i nc o n s i s t so fi n t e r s p e r s e dr e p e a t sb a s e do n9 t r i p e p t i d e ( c o n s e n s u sg q q ) ，5 6h e x a p e p t i d e ( c o n s e n s u sp g q g q q ) a n d1 6 n o n a p e p t i d e ( c o n s e n s u sg y y p t s p q q ) m o t i f s t w ol o n g e rr e p e a tu n i t s ( 1 1f o l l o w e d b y1 2r e s i d u e s ) a n dat r i p e p t i d e ( g y d ) w e r ea d j a c e n tt oe a c ho t h e ra tt h eb e g i n n i n g a n de n do ft h er e p e t i t i v ec e n t r a ld o m a i n , r e s p e c t i v e l y i tw a si n d i c a t e dt h a tt h ea m i n o a c i ds e q u e n c eo fk xw e r ed i f f e r e n tf r o mt h eh m wg l u t e n i nr e p r e s e n t a t i v e sb y s u b s t i t u t i o n s ，i n s e r t i o n sa n d o rd e l e t i o n si n v o l v i n gs i n g l ea m i n oa c i d r e s i d u e so r m o t i f s t h es i z eo ft h er e p e t i t i v ed o m a i no ft h ek xw a ss u b s t a n t i a l l ys m a l l e rt h a n t h o s eo f t h ek n o w ns u b u n i t s t h ec o d i n gs e q u e n c eo fh m wg l u t e n i ns u b u n i tk yw a s1 ，7 2 5b p ，a n dh a dt h e s i m i l a rt y p i c a lp r i m a r ys t r u c t u r et ot h o s eo fk n o w ny - t y p e - m wg l u t c n i n d u et o 丑r t i n - f r a m es t o pc o d o ni nt h ec o d i n gr e g i o n sa tp o s i t i o n1 5 5 8b p ，t h eh m w g l u t e n i nk y c o u l dn o tt ob ee x p r e s s e da sa na c t i v em a t u r ep r o t e i n 。i tw a si na g r e e m e n tw i t h s d s p a g ea n a l y s i s ，a n dg a v et h ef l l r l h e rs u p p o r tt ot h es d s - p a g ea n a l y s i sr e s u l t s t h a tt h e r ew a so n l yo n ee x p r e s s e dh m w g l u t e n i ns u b u n i ti nc d e l i l e a n a 3 e x p r e s s i o no ft h ec o d i n gs e q u e n c eo fh m wg l u t e n i ng e n e 殿i ne c o l i t h eh m w g l u t n e i ns u b u n i tg e n ck xh a sb e e ns u c c e s s f u l l ye x p r e s s e di ne c o l i ， t h ee x p r e s s e dh m wg l u t e n i ns u b u n i to fc l o n e dg e n ei ne c o l ih a dt h es a m e m o b i l i t i e st ot h o s eo f s e e d si ns d s r g e 4 e v o l u t i o n a r yr e l a t i o n s h i p s i nt h ep h y l o g e n e t i cr e l a t i o n s h i pa n a l y s i s ，n - t e r m i n a la m i n oa c i ds e q b e n c e sw e r e u s e dt oc o n s t r u c tad e n d r o g r a mo f t h ek xs u b u n i ta n dk ys u b u n i t ( n o te x p r e s s e d ) 、：v i t h r e p r e s e n t i v e sh m w s u b u n i t sf r o ma ，ba n ddg e n o m e so fw h e m ，ca n dug a n o m e s o fa e g i l o p s ，t h erg a n o m eo fsc e r e a la n dt h ehg e n o m eo fb a r l e yu s i n gt h e c o r r e s p o n d i n gr e g i o n o fb a r l e yd h o r d e i na sa no u t g r o u p o nt h er e s u l t i n g d e n d r o g r a m i tw a so b v i o u s t h a tt h ek xs u b u n i tc o u l db ec l u s t e r e dt o g e t h e r 、v i ma x l s u b u n i tb ya ni n t e r i o rp a r a l l e l l e db r a n c h a n dt h ek ys u b u n i t ( n o te x p r e s s e d ) w a sm o s t c l o s e l yr e l a t e dt ot h ea ys u b u n i t i tw a ss u g g e s t e dt h a tt h eh m wg l m e n i n ss u b u n i t s f r o mcd e l i l e a n aw e r em o s tc l o s e l yr e l a t e dt ot h o s eo fs u b u n i t se n c o d e db yt h ea g e n o m eo f w h e a t k e y w o r d sc r i t h o p s i ad e f i l e a n a ；h m wg l u t e n i ns u b u n i t ；m o l e c u l a rc l o n i n g ； p r o t e i ne x p r e s s i o n 论文独创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行研究工作所取得的成 果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他个人或 集体已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得四川农业大学或其它教育机构的学 位或汪书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 研究生签名 饬衫眵 】 y 嗲年7 月2 ，日 关于论文使用授权的声明 本人完全了解四川农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以采用 影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同意四川农业大学可以用不同方式 在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。 研究生签名： 导师签名 滞7 月口日 吵焉啤7 月。日 1 文献综述 人类食用的7 0 的蛋白质来源于粮食作物的种子，而世界粮食总产量的3 0 是小麦i l j ，所以小麦种子蛋白质直接关系到人类的营养状况。高分子量谷蛋白作 为小麦胚乳中的重要贮藏蛋白，其组成和含量对小麦面粉的烘烤品质具有决定性 作用1 2 j 。高分子量谷蛋白亚基( h i g h m o l e c u l a r - w e i g h tg l u t e n i ns u b u n i t ，h m w - g s ) 通过其所含的半胱氨酸残基的二硫键赋予面团弹性，从而极大地影响面粉的加工 品质和烘烤品质【3 1 。我国小麦面粉的烘烤品质普遍较差，主要原因在于面筋含量 低，湿面筋的平均含量仅为3 0 ，与烘烤优质面包所需的3 8 4 4 的指标相差较 远。此外，面筋的弹性和强度也很差【4 j 。这与我屋小麦品种缺少某些特定的具有 优良加工品质的h m w - g s 有关【3 】。在小麦的众多近缘野生属种中，蕴涵着丰富的 具有改良小麦品质潜力的h m w - g s 变异类型，这些变异类型无疑为普通小麦的 品质改良提供了宝贵的基因资源。因此，研究小麦及其近缘野生属商分子量谷蛋 白对于我国小麦品质的改善和提高有着极其重要的意义。 1 1 类大麦属( c r i t h o p s i s ) 物种研究现状 类大麦属( c r i t h o p s i s 2 n = 2 x = 1 4k k ) 为小麦野生近缘属种中较为少见的 二倍体单种属，主要分布在亚洲西南部、非洲北部以及中东地区，染色体组为k ， 中文名为毛节草( c rd e l i & a n a ) ”。己利用分子手段在系统分类方面对该属进行 了较多研究。c a t a l a n ( 1 9 9 7 ) 等对毛节草叶绿体n a d h 脱氨酶亚基f 部分基因 序列进行了分析，并利用其说明了类大麦属的系统演化嗣；p e t e r s e n ( 1 9 9 7 ) 等对 毛节草叶绿体的r p o a 基园以及它所编码的r n a 聚合酶亚基的序列结构进行 了研究，从而对类大麦属的系统分类进行了分析1 7 1 ；h s i a of 1 9 9 5 ) 等从毛节草中分 离出r d n a ，根据r d n a 中的内部转录问隔区( r r s ) 的序列差异，从分子角度 阐述了类大麦属同其它小麦族二倍体物种的亲缘关系弼。目前，对于类大麦属 h m w - g s 的研究较为少见。进化研究已经表明小麦族中的谷蛋白基因有着共同 起源，小麦族中的野生近缘属种已广泛用作谷蛋白新亚基的来源【9 】。因此，研究 类大麦属物种h m w - g s ，对于新型亚基的发掘以及利用毛节草谷蛋白亚基及其 基因的变异分析类大麦属同其它属种的亲缘关系方面有着一定意义。 1 2h m w g s 的基因定位及遗传多样性 小麦贮藏蛋白主要由谷蛋白( g l u t e n i n ) 和醇溶蛋白( g l i a d i n ) 组成。谷蛋白 又包括分子嚣较大的高分子量谷蛋白和分子量较小的低分子量谷蛋白。其中 h m w - g s 约占种子总蛋白量的1 0 ，其组成和功能可直接影响小麦面粉的烘烤品 质【m l 。在普通小麦中，编码h m w - g s 的基因位于第同源群染色体( 1 a 、1 b 和 i d ) 的长臂上，其位点统称为g l u - 1 位点，每个基因位点上有两个紧密连锁的基 因，分别编码一个分子量较大的x 型亚基和一个分子量较小的y 型亚基。由于某 些位点的基因沉默，故普通小麦中一般只含有3 5 种h m w - g s ，其中0 1 种由 g l u - a 1 编码( y 型亚基基因般处于沉默状态) ，1 - 2 种由g l u - b 1 编码，2 种由g l u d 1 编码【l ”。不同小麦品种的h m w - g s 组成存在着很大变化，广泛的复等位基因存 在于这些位点中，而且位点间也存在着等位基因差异。g l u - a 1 位点存在三种等位 基因形式：g l u - a l a 、g l u - a l b 移g l u - a l c ，分别编码i 、2 + 和n u l l 亚基，而且该位 点只编码x 型亚基，y 型亚基不表达；g l u b 1 位点有1 1 种等位基因变异：g l u b j a g l u b l k ，其中，比较常见的有g l u - b l a ，g l u b l b 、g l u b l c 、g l u - b l d 、g l u 雪j p 和g l u - b l i 。分别编码7 ，7 + 8 ，7 + 9 ，6 + 8 ，1 7 + 1 8 和2 0 亚基；g l u - d 1 位点有6 种等位 基因形式：g l u d l a - - 一g l u - d l f i 其中常见的是g l u - d l a 和g l u - d l d ，分别编码2 + 1 2 和5 + 1 0 亚基。此外还发现了一些新的等位基因形式如g i u - b 1 位点的2 1 + + 2 1 + y 亚基2 “。p a y n e 和l a w r e n c e ( 1 9 8 3 ) 等对这些复等位基因给予了统一的基因符号 和亚基光谱带号码( 图1 1 ) 。 编码不同h m w - g s 的基因在其氨基酸序列结构上有着较高的相似性【l4 】，均含 有一个2 1 个氨基酸残基组成的信号肽，一个n 末端保守区，一个c 末端保守区。 在x 型亚基的n 末端一般有3 个半胱氨酸残基( c ) ，c 末端有1 个半胱氨酸残基： y 型亚基的n 末端一般有5 个半胱氨酸残基，c 末端和重复区的尾部分别有1 个 半胱氨酸残基。另外在不同亚基中均存在一个由三种重复的短肽类型( 三肽为 g q q ，六肽为p g q g q q ，九肽为g y y p t s p l q q ) 组成的中部重复区，其中三肽 般只存在于x 型亚基中( 图1 2 ) 。重复区的起始端均有两个保守的十二肽和 图1 1高分子量谷蛋白亚基中等位基因的变异及其与面包加工品质的关系 f i g 1 1a l l e l i cv a r i a t i o na tt h eh m w - g l u t e n i ns u b u n i t sa tt h et h r e eg e n el o c i a n dr e l a t i o n s h i pt ob r e a d m a k i n gq u a l i t yb a s e do ns d s - p a g ef r a c t i o n a t i o n 十一肽存在，重复区的末端有一个保守的三肽( g y d y ) 。正是由于此区域的各 个重复单位的重复次数不同而造成了不同亚基问的差异，这种差异是由于该区域 编码区d n a 序列的插入或缺失产生的 1 5 - 2 1j 。 图1 2h m w - o s 氮基酸序列结构。 s 为信号肽；n 为n 端保守区：c 为c 端保守区；箭头所示为半胱氨酸残基 f i g 1 2 t h ea m i n oa c i ds e q u e n c es t r u c t u r eo f h m w - g s s ：s i g n a lp e p t i d e ；n ：n - t e r m i n a lr e g i o n s ；c ：c - t e r m i n a lr e g i o n s ；a r r o w h e a d s i n d i c a t ec y s l e i n er e s i d u e s 1 3 小麦近缘野生属种的h m w - g s 变异类型及研究现状 h m w - g s 在小麦的近缘或野生属中，存在着更丰富的变异类型，而这些变 异类型的编码基因存在于小麦族物种的各个不同染色体组中。比如节节麦 ( a e g i l o p st a u s c h i id d2 n = 2 x = 1 4 ) 作为普通小麦d 染色体组的二倍体祖先供体 种，其g l u 1 d 位点所编码的谷蛋白亚基变异类型就多达1 4 种，且大部分为现有 普通小麦中尚没有发现的新类型田】。目前已知节节麦谷蛋白亚基的基因可在硬 粒小麦节节麦人工合成种中表达【2 ”。c i m m i y t 研究者利用硬粒小麦与含有不 同类型高分子量谷蛋白亚基的节节麦材料合成了一系列人工六倍体小麦【2 4 1 ，通 过比较同一硬粒小麦与含有不同类型h m w g s 豹节节麦的人工合成种的加工晶 质，发现具有1 5 + 1 0 和5 + 1 2 亚基的人工合成种的加工品质指标较具有其他亚基 组合( 包括5 + 1 0 ) 的人工合成种优良。从而提出1 5 + 1 0 和5 + 1 2 亚基是比目前 公认的5 + 1 0 亚基更优的新型亚基组合田】。 由于进化研究已经表明，小麦族中的谷蛋白基因有着共同的起源，不同染色 体组所编码的h m w - g s 序列在结构上有着较高的相似性，与普通小麦的 h m w - g s 的同缘性很高，尤其是在氨基酸序列的n 、c 端保守i 基1 9 1 。这就为利用 普通小麦谷蛋白基因序列设计特异性引物，进而用于分离小麦近缘野生属的谷蛋 白基因提供了便利。 目前，已对很多小麦近缘野生属材料在高分子量谷蛋白基因进行了研究，其 中a 、b 、d 、c 、r 、u 、e 、o 、h 等染色体组编码的谷蛋白亚基基因已有报 道。李保云( 2 0 0 2 ) 等莉甩s d s - p a g e 的方法对野生二粒小麦( t r i t i c u m d i c o c c o i d e $ ，2 n = 2 8 a a b b ) 的h m w - g s 组成进行了鉴定和分析，发现野生二粒 小麦h m w - g s 组成中的g 胁坫j 位点的1 7 + 1 8 亚基和g l u - a 1 位点的l 亚基出现 频率比普通小麦中出现的频率高口j ；万永芳( 2 0 0 2 ) 等从柱穗山羊草( a e c y l i n d r i c a l ，2 n = 2 8c c d d ) 中发现了两种新型亚基1 c y 和1 d y ，克隆得到了其 编码基因，并与不同h m w - g s 基因序列进行了同源性比较【凋：刘志杰( 2 0 0 3 ) 等运用s d s p a g e 和分子克隆技术对小伞山羊草( a e u m b e l l u l a t a 。2 n = 1 4u u ) 的h m w - g s ( 1 u x 、i u y ) 及其编码基因进行了分离、鉴定和序列比对分析，证 实了1 u x 、1 u y 亚基与d 基因组编码的h m w - g s 在起源和进化上具有较高的相 似性f 2 7 】；颜泽洪( 2 0 0 2 ，2 0 0 3 ) 等对尾状山羊草( a e c a u d a t a ) 和节节麦( a e , t a u s c h f f ) 的h m w - g s ( 1 c x 、i c y 、1 d x 2 1 和1 d y l 3 ) 进行了鉴定和序列分析，从而得 到了具有一定品质改良潜力的几种新型h m w - g s t 2 7 。2 8 1 ；b u s t o s ( 2 0 0 2 、2 0 0 3 ) 等对 黑麦( s e c a l ec e r e a l e ，2 n = 1 4r r ) 的g u 一只位点的h m w - g s 新型等位基因的结 构和变异进行了分析，为利用黑麦资源改善小麦品质提供了理论依据 2 9 0 1 1 ：王际 睿( 2 0 0 4 ) 等对8 份长穗偃麦草( e l y t r i g i a e l o n g a t a ) 进行了谷蛋白组成鉴定，并 从中分离出几种较为特殊的h m w - g s ( e e l ，5 、e e l 8 、e e l 9 和e e 2 1 ) 编码基因。 与典型的h m w - g s 相比，发现e e l 5 亚基重复区内半胱氨酸( c ) 残基的位置发 生了变化，而e e 2 1 亚基在重复区内多出一个半胱氮酸残基。因为半胱氨酸与品 质密切相关，这可能对小麦品质的改良具有潜在价值p 2 _ 引。目前在小麦族物种 中克隆并获得全长编码区序列的h m w - g s 基因已经有相当多的数量( 表1 1 列 出了部分小麦族属种的代表性序列) ，并陆续有新型的h m w - g s 被发现。 另外，还对具有v 染色体组的簇毛麦属( p s e u d o s e c a l e ) 、具有h 染色体组 的大麦属( h o r d e u m ) 、具有t a 染色体组的带芒草属( t a e n i a t h e r u m ) 以及以及冰 草属( a g r o p y r o n ) 、披碱草属( e l y m u s ) 等其它小麦族野生近缘属种的h m w - g s 进行了不同程度的研究口3 4 0 6 1 ，为优异的新型h m w - g s 的发现、h m w - g s 遗传 多样性分析和系统进化研究提供了宝贵的资料，对于利用小麦近缘野生属 h m w - g s 改善普通小麦品质具有重要的意义。 表1 1 部分已经获得的高分子量答蛋白基因 t a b l e1 1 s o m eo b t a i n e dh l v i wg l u t e n i ng e n e s g e n e b a n k 序号来源类型参考文献 x 0 3 0 4 2t r i t i c u ma e s t i v u m a y f o r d ee la 1 ( 1 9 8 5 ) x 0 3 3 4 6t r i t i c u ma e $ 1 i v u m d x 2 s y g i t a m ae la 1 ( 1 9 8 5 ) x 0 3 0 4 lt r i t i c u ma e s t i v u md y l 2t h o m p s o ne ta 1 ( 1 9 8 5 ) x 6 1 0 2 6t r i t i c u ma e s t i v u m b y 9 h a l f o r de la 1 ( 1 9 8 7 ) x 1 2 9 2 8t r i t i c u m a e s t i v u md x 5 a n d e r s o n ( 1 9 8 8 ) x 1 3 9 2 7t r i t i c u ma e s t i v u m b x 7 a n d e r s o n ( 1 9 8 8 ) m 2 2 2 0 8t r i t i c u ma e s t i v u ma x 2 +a n d e r s o ne ta 1 ( 1 9 8 9 】 x 1 2 9 2 9t r f 啦u ma e s t i v u md y l 0 a n d e r s o ne la 1 ( 1 9 8 9 ) x 6 1 0 0 9t r i t i c u ma e s t i v u m a x lh a l f o r de ta 1 ( 1 9 9 2 ) a f l 4 5 5 9 0t r i t i c u ma e s t i v u m a x n u l l b u s t o s 雠a l ( 2 0 0 0 ) a j 3 0 6 9 7 7t r i t i c u mt i m o p h e e v i i l a y w a ne ta i ( 2 0 0 2 ) a y 3 2 1 4 4 6 t r i t i c u mt u r g i d u m 1 e i y 2 2 +j i a n g e la 1 ( 2 0 0 3s u b m i t ) a y 3 6 7 7 7 1t r i t i c u ma e s t i v u m b x l 4l ie la l ( 2 0 0 4 ) a 2 31 4 7 8 2s e c a l ec e r e a l e r xb u s t o se la j f 2 0 0 3 ) a j 31 4 7 6 7 s e c a t ec e r e a t e r y b u s t o se ta l ( 2 0 0 3 ) a y 2 4 8 7 0 4 a e g i l o p st a u s c h i i 1 d y l 2 1 y a ne ta 1 ( 2 0 0 4 ) a y 6 1 1 7 2 7 a e g i l o p sb i c o r n i s 1 s x 3 0s u no ta i ( 2 0 0 4s u b m i t ) a y 6 l1 7 2 6 a e g i l o p sb i c o r n 妇l s y 2 0 s u no ta l ( 2 0 0 4s u b m i t ) a y 4 5 5 7 8 6 a e g i t o p su n i a r i s t a t a l n xb u s t o se ta l f 2 0 0 3s u b m i t ) a y 4 5 5 7 8 7 a e g i l o p su n i a r i s t a t a 1 n y b u s t o se ta l ( 2 0 0 3s u b m i t ) a y 4 5 5 7 8 9 a e g i l o p sc o m o s a l m xb u s t o se la l ( 2 0 0 3s u b m i t ) a y 4 5 5 7 8 8 a e g i l o p sc o m o s a 1 m y b u s t o se la 1 ( 2 0 0 3s u b m i t ) a y 8 6 3 0 5 6 a e g i l o p st a u s c h i i d y t o i tz h e n ge ta 1 ( 2 0 0 4s u b m i t ) a j 3 0 6 9 7 5 a e g i l o p sc y l i n d r i c a d xw a ne la 1 ( 2 0 0 2 ) a j 3 0 6 9 7 3 a e g i l o p sc y l i n d r i c a c y w a ne ta 1 ( 2 0 0 2 ) a j 3 0 6 9 7 4 a e g i l o p sc y l i n d r i c a d y w a ne ta 1 ( 2 0 0 2 ) a f 3 5 4 2 8 9 a e g i l o p sc r a s s a yz h a n ge ta l ( 2 0 0 1s u b m i t ) a f 4 7 6 9 5 9 a e g i l o p sm a r k g r a f i i c x l i ue ta l ( 2 0 0 3 ) a f 4 7 6 9 6 0 a e g i l o p sm a r k g r a f i i c y l i ue ta 1 ( 2 0 0 3 ) a f 4 7 6 9 6 1 a e g i l o p su m b e l l u l a t a u x l i u 酿a 1 ( 2 0 0 3 ) a f 4 7 6 9 6 2 a e g i l o p su m b e l l u l a t a u y l i ue ta 1 ( 2 0 0 3 ) u 3 9 2 2 9 a e g i l o p st a u s c h i i d y l 2 m a c k i ee ta 1 ( 1 9 9 6 ) a y 2 9 9 5 1 8 e t y t r g 曲e l o n g a t a e e l 5 w a n g e l a t ( 2 0 0 4 ) a y 2 9 9 6 5 4t a e n i a t h e r u mc a p u t - m e d u s a e t a xy a no ta 1 ( 2 0 0 3s u b m i t ) - 6 1 4 高分子量谷蛋白亚基等位变异与品质的关系 虽然在小麦近缘属种中发现了许多h m w - g s 的遗传变异类型，但这些等位 变异对小麦品质的影响却缺乏研究。等位变异对小麦品质影响的结果主要来自对 小麦本身所具有的一些亚基的研究f 1 7 】。大嚣研究证实。亚基组成与品质特性间 有显著的相关性，品质变异的3 0 8 0 归因于h m w - g s 等位基因的变化0