小麦谷蛋白亚基基因的pcr鉴定及其在品质改良中的应用.pdfVIP

《生物工程进展》2001 ,Vol . 21 ,No . 2 小麦谷蛋白亚基基因的PCR 鉴定及其在品质改良中的应用 茹岩岩 　晏月明 (首都师范大学遗传学与生物工程实验室 ,北京 　100037) 摘要 　小麦谷蛋白是胚乳中的主要贮藏蛋白,对面包品质具有重要作用 。因此 ,改变品种的谷蛋 白等位基因组成是品质改良的主要内容 ,而谷蛋白亚基基因的选择手段是决定品质育种成效的关 键 。本文介绍了近年来发展起来的小麦谷蛋 白亚基基因 PCR 分子鉴定技术 , 通过与传统 SDS PA GE 方法的比较 ,总结了 PCR 技术应用于谷蛋白基因鉴定和品质改良计划的优越性及其研究进 展 ,并讨论了分子标记技术在小麦品质改良计划中的应用前景及今后的研究方向。 关键词 　小麦 　谷蛋白亚基 　PCR 　标记辅助育种 蛋白亚基的迁移率并不总是与其分子量呈正相关 , 1 　引言 这种不规则的迁移可能给育种工作者在优质基因鉴 小麦是世界上最重要的粮食作物之一 ,其籽粒 定与筛选过程中带来不便 ,而且对那些相对迁移率 蛋白绝大多数由醇溶蛋白和谷蛋白组成 ,它们的含 近似的亚基很难进行准确的鉴定 ; 其次 , SDSPA GE 量及组成特点在很大程度上决定了小麦的品质特 方法需要使用有毒物质 ,如丙烯酰胺 、还原剂等 ; 另 性[ 1] 。麦谷蛋白分子量较大 , 由多个蛋白质亚基通 外 ,种子蛋白作为基因的产物 ,其多样性仅是 DNA 过二硫键结合成多聚体 。根据还原条件下在 SDS 全部多态性的一部分 ,而且其特异性易受环境条件 PA GE 中的迁移率不同可将这些蛋白质亚基分为两 和发育阶段的影响 。为克服这些缺点 ,近年来多聚 ( ) ( ) 类 :高分子量谷蛋 白亚基 HMWGS 和低分子量谷 酶链式反应 PCR 等分子鉴定技术逐步发展起来 。 ( ) 它以合成一对寡核苷酸片段为引物 , 在耐热 Tag 蛋白亚基 LMWGS 。控制 HMWGS 的基 因位点 ( ) DNA 聚合酶催化下使两段引物之间的DNA 大量扩 Glu1 分别位于小麦染色体的 1A 、1B 及 1D 的长臂 ( 上 。每个小麦品种通常包括 3 —5 个高分子量谷蛋 增 能在短时间内将不同生物材料 DNA 成指数递增 ) 白亚基 。其中2 个由 GluD1 编码 ,1 —2 个由 GluB 1 而获得扩增产物带型的多样性 。而且 ,PCR 分析的 编码 ,0 —1 个由 GluA1 编码[2 ] 。对 Glu1 位点的分 自动化使其在基因筛选和作图过程中成为一种有效 析表明 ,每一个位点包括两个紧密连锁的基因。一 的工具 。PCR 用于常规的贮藏蛋白分析的一个主要 个编码分子量高的亚基 ,称为y型 ;另一个编码分子 的优点是可以进行重复分析 , 因为它可利用从干种 量低的亚基 , 称为 x型 。LMWGS 由 Glu3 位点编 子 、叶片 、甚至所有有生命的植物组织提取的 DNA 码 ,位于 1A 、1B 和 1D 染色体的短臂上 ,与醇溶蛋白 进行分析验证 ,而 SDSPA GE 只能利用种子作为分 编码位点 Gli1 紧密连锁 。在硬粒小麦中 ,LMWGS 析材料 。此外 ,PCR 还可分析不表达基因 ,这对于鉴 相对于 HMWGS 起着更为重要的作用 ,尤其是 Glu