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高分子量麦谷蛋白是成熟小麦种子中的主要贮藏蛋白之一,其组成和数量可直接影响普通小麦的品质。在栽培小麦中所发现的优质高分子量麦谷蛋白亚基的类型并不多。山羊草属(Aegilops)物种中的高分子量麦谷蛋白亚基的遗传变异类型较普通小麦基因组编码的更丰富。为了进一步深入了解这些物种所具有的高分子量麦谷蛋白亚基与普通小麦中所发现的高分子量麦谷蛋白亚基在分子水平上的差异和将它们用于改良普通小麦品质的应用前景,对粗山羊草和尾状山羊草的高分子量麦谷蛋白亚基进行了分析、鉴定和分子克隆。主要结果如下:1.粗山羊草高分子量麦谷蛋白亚基的组成分析 利用SDS-PAGE和Western-Blotting分析与鉴定技术,从51份粗山羊草中共发现了2种新型亚基Tx>2和Ty<12,被命名为Dx2.1~t和Dy13~t,7种亚基组合类型2+12、5+10、2+10、5+12、2.1~t+10、2.1~t+12和2+13~t。这7种亚基组合的频率分别是27.5%、25.5%、31.4%、3.9%、2.0%、2.0%和7.8%。2.粗山羊草Dy13~t亚基的分子克隆 粗山羊草Dy13~t亚基的全长编码区有1878个核苷酸。由其所推导的氨基 ”列包括一个含有2!个氨基酸残基的信号肽,一个含有104个氨基醚基 的N$保守区,一个含42个氨基酸残基的C-末端保守区,以及一个含有457 个氮基酸残基的重复区。重复区中含有47个六肽厌p,17个九肚 (GYryTSLQ),以及位于重复区起始端的十二肽(ONSVTSPRQO和十一 肽SW…和重复区未端的三肽(OYD>该亚基是目前所知的由D 基因组编码的歹型高分于量麦谷蛋白亚基中重复区最短的。它与曾迢小麦的 Dylo和DylZ有较大的差异,因而是1种新型的高分子量麦谷蛋白亚基,对 沓沤小麦的品质改良可能有重要的利用价值。 从3个具有一致迁移串的租山羊草材料As2395,As2396和AQ386中, 所获得的亚基在核苦函和氨基酸水平的差异是极小的,虽然它们或来源于不 同地方p 395,As2396来源于以色列,s2386来源于日本),或分属不同的 亚种Aeat…ta’ucnit, sSP.eusq…(As2395),A昭讪ptaMit, SSp.血W凹毗咖 (As239和AS2386),但其高分子量麦谷蛋白亚基的差异是很 小的。 3.粗山羊草Dx21‘亚墓的册克回 粗山羊草DxZ.!’亚基的全长编码区含有25!4个核耷酸。由其所推导的氨 基酸序列包括叶含有刀个氨基酸残基的信号肽,一个含有 89个氨基酸残 基的N端保守区,一个含42个氨基酸残基的C.末端保守区以及一个含有684 个氨基坡残基的重复区。重复区中含有71个六肽oGQGQQ卜19个九肽 闷 叨卜Zo个三肽(卿卜 以及位于重复区起始端的十二肽 (nySVTSPQQV和十攸pYYPGQASQR和重复区末端的三肽(GYY)。 该亚基是一种不同于普迫小麦DxZ和Dxs的新型亚基,它对普迢小麦品质改 良的利用价值值得进一步深入研究。 2 4.尾状山羊草Cx凶的肝克隆 尾状山羊草CX亚基的全长绢码区含2391个核昔酸。由其所推导的氨 基酸序列包括一个含有 ZI个氨基酸残基的信号肽,一个含有 86个氨基酸 残基的N·端保守区,一个含42个氨基酸残基的C.末端保守区以及一个含有 646个氨基酸残基的重复区。重复区中含有 66个六肽oGQGQQ)* 个九肽 pYYPTSLQQ)和 ZI个三肽(GQQ),以及位于重复区起始端的十二肽 (R SVTSP叨w和十一肽pYYPwA刚c叹)和重复区末端的三肽(GY刃。 该亚基不同于小麦族A、B、D、R染色体组编码的高分子量麦谷蛋白亚基, 是小麦族物种高分子量麦谷蛋白亚基大家族的新成员,它在系统进化上与普 迟小麦D基因组编码的高分子量麦谷蛋白亚基的亲源关系最近,因而是值得 进一步研究利用的新型亚基。 5.尾状山羊芦Cy亚垄的分于克阮 尾状山羊草Cy亚基的全长编码区含1905个核昔酸。由其所推导的氨基 酸序列包括一个含有ZI个氨基酸残基的信号肽,一个含有104个氨基酸残基 的N 保守区,一个含42个氨基酸残基的C末端保守区以及一个含有464个 氨基酸残基的重复区。重复区中含有50个六肽oGQGQQ)J 个九肽 pYYPTSLQQ),以及位于重复区起始端的十H肽NYYPSVTSPHQS)和十一肽 pmGQASPQR)和重复区末端的三肽(GYD、该亚基与小麦族 A、B、D、R 染色体组编码的高分子量麦谷蛋白亚基的差异较大,是小麦族物种高分子量 麦谷蛋白亚基大家族的新成员。 6.所克隆高分于麦谷蛋自辜因的聚类分析 Dy13‘在系统进化树中与 D基因组编码的 y亚基聚类在一起