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小麦的野生近缘植物中间偃麦草经过长期的自然选择,拥有许多抗逆、抗病虫等优异基因。通过人工远缘杂交方法获得的小偃麦材料是十分重要的小麦遗传改良材料。
本研究以中间偃麦草以及普通小麦一中间偃麦草杂交后代中2、中4、TA2A2为材料,用含小麦25S-5.8S-18S rRNA和15S rRNA基因的rDNA作探针,进行荧光分子原位杂交。根据小麦-中间偃麦草后代中的中间偃麦草染色体含有25S-5.8S-18S rRNA基因和15SrRNA基因位点的情况可以将其分成以下3种类型:中2类型,中4类型和TA2A2类型。这些位点的差异,可以作为鉴定不同小偃麦类型的分子标记。
利用SDS-PAGE对普通小麦一中间偃麦草杂交后代的高分子量谷蛋白进行分析,结果表明利用高分子量谷蛋白谱带的差异也可鉴别中2、中5、YUAN16-3、TA2A2等不同类型的小偃麦材料。此外,通过SDS-PAGE筛选出一个小偃54的高分子量谷蛋白纯合突变体,它与野生型的高分子量谷蛋白谱带相比存在显著差异。
利用基因组PCR的方法,从小偃54及其突变体中扩增了高分子量谷蛋白突变亚基基因1By15的编码区序列,采用特异引物步行的方法进行测序并获得了基因的全序列。利用DNAMAN生物软件,我们对野生型和突变型1By15的核苷酸序列及氨基酸序列进行比对分析,发现与野生型1By15 相比,突变型1By15缺失了在中间重复区917bp—1007bp之间90-bp的片段。此片段缺失没有破环开放阅读框的继续翻译,导致形成的蚩白亚基缺少了30个氨基酸残基,从而使突变的1By15亚基分子量减少,引起突变体1By15在SDS-PAGE中迁移率增加。这一突变原理的揭示为人工改良高分子量谷蛋白亚基提供了依据。