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小麦淀粉是小麦籽粒的重要组成成份,是决定小麦产量和品质的关键因子之一其合成过程主要是由一系列蛋白酶控制完成。其中,淀粉颗粒结合蛋白是一类较为保守的酶,在淀粉合成的过程中直接或间接的与淀粉颗粒结合并行使其功能,主要包括颗粒结合型淀粉合成酶(Granule Bound Starch Synthase I,GBSS I)、可溶性淀粉合成酶(Soluble Starch Synthase, SSS)和淀粉分支酶(Starch Branching Enzyme, SBE)。为深入了解小麦属和山羊草属淀粉颗粒结合蛋白的遗传多样性,本研究利用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE),对563份小麦属种质和43份山羊草属种质的淀粉颗粒结合蛋白(Starch Granule Associated Proteins, SGAPs)进行了检测,并对部分种质的淀粉合成酶Ⅱ基因(SSⅡ)进行了克隆,主要结果如下：1.对节节麦、乌拉尔图小麦、圆锥小麦、普通小麦和中国春缺体四体系(N7AT7B, N7DT7B, N7AT7D)等10份材料的淀粉颗粒结合蛋白进行了SDS-PAGE。结果表明,供试材料共分离出8种不同的蛋白条带。其中,普通小麦和圆锥小麦在SGP-1位点分别检测到SGP-1D、SGP-1B和SGP-1B两条带,而未检测到乌拉尔图小麦中表达的SGP-1A条带。对四川小麦地方品种成都光头麦的条带进行的质谱鉴定(MALDI-TOF-TOF)表明,所鉴定的蛋白条带为SGP-1D。可以看出,本研究中淀粉颗粒结合蛋白的提取和电泳方法是可行的,该方法可应用于小麦属和山羊草属淀粉颗粒结合蛋白的遗传多样性研究。2.对453份小麦属六倍体材料的SDS-PAGE结果表明,供试材料共分离出10种不同的蛋白条带和5种不同的条带的组合类型。其中,在248份小麦育成新品种(系),21份骨干亲本和9份人工合成种中均检测到SGP-1A蛋白缺失,而四川小麦地方品种、印度圆粒小麦、密穗小麦、以及马卡小麦均检测到该蛋白。小麦品种(系)06-7299、蜀麦375和SW14945缺失SGP-2蛋白。共有44份六倍体小麦缺失Wx-1B蛋白,以及27份材料缺失Wx-1D蛋白。小麦品种(系)2012873和宁春43、印度圆粒小麦PI40941、马卡小麦P178639和密穗小麦PI428148等5份材料缺失Wx-1A蛋白。在四川地方小麦品种中未检测到淀粉颗粒结合蛋白的多态性,而小麦品种(系)中变异类型较其他六倍体材料更为丰富。本研究表明,小麦属六倍体材料的淀粉颗粒结合蛋白存在遗传多样性,检测到的变异材料可应用于小麦淀粉品质育种。3.对分别来自圆锥小麦、东方小麦、波兰小麦、波斯小麦、硬粒小麦、野生二粒小麦以及栽培二粒小麦等67份四倍体小麦的SDS-PAGE结果表明,供试材料均缺失SGP-1A蛋白,而在其他淀粉颗粒结合蛋白上未检测到任何变异。由此可见,四倍体小麦在淀粉颗粒结合蛋白上表现保守,遗传多样性较低。4.对分别来自乌拉尔图小麦,野生一粒小麦和栽培一粒小麦等39份二倍体小麦的SDS-PAGE结果表明,乌拉尔图小麦的SGP-1与六倍体小麦中国春的SGP-1A蛋白具有相同的迁移率,但比野生一粒小麦和栽培一粒小麦的SGP-1蛋白表现出较慢的迁移率。其它淀粉颗粒结合蛋白在二倍体材料间未检测到差异,表明其遗传多样性较低。5.对分别来自拟斯卑尔脱山羊草、高大山羊草、沙融山羊草、西尔斯山羊草、双角山羊草和节节麦等43份山羊草属材料的SDS-PAGE结果表明,共检测到5种不同的蛋白条带,这些条带在种内表现出相同的带型和迁移率,在种间表现出差异,其差异主要以SGP-1蛋白迁移率改变为主。节节麦的SGP-1蛋白与六倍体小麦中的SGP-1D蛋白具有相同的迁移率。拟斯卑尔脱山羊草的SGP-1蛋白与普通六倍体小麦的SGP-1B有相同的迁移率,而高大山羊草、沙山羊草、西尔斯山羊草和双角山羊草的SGP-1蛋白均对比SGP-1B蛋白表现出较慢的迁移率。本研究表明,山羊草属具有不同于小麦属的淀粉颗粒结合蛋白基因资源。6.利用3对特异性引物(F2/R2,F3/R3,F4/R4),对筛选到的SGP-1蛋白带有差异的11份材料的SSⅡ基因进行克隆,分别获得10条1277bp左右、8条904bp左右和7条2150bp左右的序列。对这些序列比对表明,山羊草属的材料明显区别于小麦属二倍体材料,其序列在第5个和第7个内含子区域有103bp和130bp碱基片段插入,在SSⅡ基因的第7个内含子的259-283和468-531处有93bp的碱基缺失,对引物F2/R2扩增得到的序列比对表明,外显子区域的12个等位变异出现了5个有义突变。聚类分析表明,所有序列可被聚为3大类,其中,来自大麦,小麦属和山羊草属的SSⅡ基因序列聚为类Ⅰ,水稻的SSⅡ基因单独聚为类Ⅱ,而类Ⅲ由来自玉米和高粱的序列组成。在类Ⅰ中,来自野生一粒小麦的3个序列并没完全聚在一起。可以看出,小麦属和山羊草属二倍体种间SSⅡ基因序列相似程度较高,关系较为紧密,但二者与其它种属的SSⅡ基因序列差异较大。