[发明专利]一种高分子量麦谷蛋白基因及用途

说明书

技术领域

本发明属于分子生物学技术领域，涉及一种高分子量麦谷蛋白基因的DNA分子及其应用。

背景技术

小麦种子储藏蛋白主要由麦醇溶蛋白(Gliadin)和麦谷蛋白(Glutenin)组成，麦谷蛋白又分为高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)和低分子量麦谷蛋白亚基(LMW-GS)，亚基间通过二硫键结合形成大的谷蛋白聚合体，赋予面团独特的粘弹性和延展性[Payne PI，Law CN，Mudd EE.Control by homologous group 1 chromosomes of the high-molecular-weight subunits ofglutenin，a major protein of wheat endosperm.Theor Appl Genet，1980，58：113-120；Wrigley C W.Giant proteins with flour power.Nature，1996，381：738-739；GianibelliM C，Larroque O R，MacRitchie F.Biochemical，genetic，molecular characterizationof wheat glutenin and its component subunits.Cereal Chem，2001，78：635-646]，可以加工成面包、面条和糕点等多种食品。高分子量麦谷蛋白基因位点Glu-1位于小麦第1同源群染色体长臂，在A、B、D组染色体上含有相应的Glu-A1、Glu-B1和Glu-D1同源基因复合位点，每个Glu-1位点又包含分别编码x-和y-型高分子量麦谷蛋白亚基的2个紧密连锁的基因[Payne P I，Holt L M，Law C N.Structural and genetical studies on the weightsubunits of wheat glutenin.Theor Appl Genet，1981，60：229-236；Shewry P R，HalfordN G and Tatham A S.The high-molecular-weight subunits of wheat glutenin.Journalof Cereal Science，1992，15(2)：105-120]。

HMW-GS有多种等位变异类型，其组成和数量与小麦面粉品质性状密切相关[Payne P I，Genetics of wheat storage proteins and the effect of allelic variation on bread makingquality.Ann Rev Plant Physiol，1987，38：141-153]，Payne(1982)首先建立了HMW-GS对面筋品质贡献的评分系统，Glu-A1位点的1和2*亚基，Glu-B1位点的7+8、17+18和Bx7^0E+8亚基，Glu-D1位点的5+10亚基均是对面粉品质有明显正向效应的优质亚基[Payne PI，Lawrence G J.Catalogue of alleles for complex gene loci Glu-A1，Glu-B1 and Glu-D1which code for high molecular weight subunits of glutenin in hexaploid wheat.CerealRes Commun，1983，11(1)：29-35]。采用图位克隆方法，迄今已分离了来自普通小麦的Ax1、Bx7、Dx5、By8和By12等HMW-GS等位基因。HMW-GS含有结构保守的N端和C端，以及由三种重复的短肽(PGQGQQ，GYYPTSPQQ，GQQ)组成的重复区域。HMW-GS等位基因在整体结构上十分相似，根据其N端和C端保守序列设计引物，各国学者又先后从粗山羊草、中间燕麦草、长穗偃麦草等小麦近缘物种中克隆到多个同源的高分子量麦谷蛋白基因[Wan Y，Wang D，Shewry PR，Halford NG.Isolation and characterization of five novel high molecular weightsubunit genes from Triticum timopheevi and Aegilops cylindrica.Theor Appl Genet，2002，104：828-839]，成为小麦品质改良的重要基因资源。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的高分子量麦谷蛋白基因及其应用。