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高分子量谷蛋白是小麦种子胚乳中重要的贮藏蛋白之一,其组成和含量可直接影响小麦面粉的加工品质。在普通小麦中不表达的高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)1Ay,广泛存在于二倍体和四倍体小麦中。本研究利用SDS-PAGE分析、基因克隆和测序以及原核表达方法,首次对野生二粒小麦(T. dicoccoides,2n=4x=28,AABB)的表达型1Ay亚基及其编码基因的分子结构进行研究,获得的主要结果如下：1.采用普通提取和丙酮沉淀两种方法制备的谷蛋白,经SDS-PAGE分析,供试的野生二粒小麦材料D141和D129均具有四条HMW-GS,其1Ay亚基迁移率相似,均快于Dy12亚基。2.利用扩增HMW-GS的特异引物,从D141和D129中均获得4条HMW-GS基因的DNA片段。其最小片段的大小分别为1.8Kb和1.7Kb左右,与前人报道的1Ay亚基相似。经克隆测序确定其大小分别为1830bp和1671bp,并提交获得的GenBank序列号分别为JF519636和JF519635。其中,JF519635是目前已知最小的表达型1Ay亚基编码基因,仅编码555个氨基酸残基。经NCBI生物信息工具Blast分析,JF519635和JF519635与已报道1Ay基因的相似性最高可达98%和96%,并且其推导氨基酸序列具有y型高分子量谷蛋白亚基的结构特点。经氨基酸序列比较分析表明,JF519636、JF519635与其它已发表的表达型1Ay亚基的结构类似,其重复区六肽的第1、4和九肽的第2、5、7位置上的氨基酸变异性最大,其中,JF519636在六肽和九肽中的变异率最高。与前人报道1Ay亚基比较,JF519636和JF519635分别含有16个和17个单个位点氨基酸突变(SPMs)o3.利用PSIPRED对克隆的1Ay基因推导氨基酸序列进行二级结构预测,结果表明JF519636和JF51635中均未出现p-折叠结构,且它们的无规则卷曲结构分别占93.26%和90.63%4. JF519636和JF519635均在大肠杆菌中成功表达出相应的HMW-GS,其SDS-PAGE电泳迁移率与种子中相应HMW-GS的迁移率一致。5.对本研究的两个来自野生二粒小麦的1Ay亚基JF519636和JF59635与已报道的表达型1Ay亚基,以及来自四倍体和六倍体小麦的4个x型和16个y型HMW-GS进行聚类分析。结果表明,两份野生二粒小麦的1Ay亚基JF519636和JF519635不仅紧密聚在一起,而且与5个来自乌拉尔图小麦中的4个1Ay亚基聚在一起,表现出较其它物种的1Ay亚基更近的遗传关系。