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青藏高原青稞农家品种淀粉颗粒结合蛋白组成及gbssi基因5′前导序列的多态性

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作物学报 2012年第7期38卷 1148-1154页

作者：王春萍高丽鹃潘志芬尼玛扎西唐亚伟曾兴权李俏邓光兵龙海余懋群中国科学院成都生物研究所四川成都610041 中国科学院研究生院北京100049 西藏农牧科学院/农业部藏区青稞生物学与遗传育种重点实验室西藏拉萨850032

利用1D-SDS-PAGE分离了261份青藏高原农家青稞的淀粉颗粒结合蛋白,旨在为青藏高原青稞淀粉品质改良和淀粉颗粒结合蛋白机制研究提供依据和基础信息。在分子量45～100kD区域共有21种多态性蛋白条带和78种组合带型,其中2、3、5、10、11为... 详细信息

利用1D-SDS-PAGE分离了261份青藏高原农家青稞的淀粉颗粒结合蛋白,旨在为青藏高原青稞淀粉品质改良和淀粉颗粒结合蛋白机制研究提供依据和基础信息。在分子量45～100kD区域共有21种多态性蛋白条带和78种组合带型,其中2、3、5、10、11为新条带。利用PCR技术克隆了236份农家青稞gbssi基因5′前导序列,出现1000bp和800bp的多态性片段,且以前者为主,其频率为80.1%。在8份农家青稞及4份引进的低直链淀粉材料的gbssi基因5′前导序列中共检测到32个多态性位点,包括9个InDels和23个SNPs。gbssi基因5′前导序列中出现了特有的序列差异,如未出现600bp类型(约400bp的特异缺失),而该缺失被认为是低直连淀粉大麦形成的原因;材料yf127、yf70、011Z1396和09Z586出现了特异点突变。因此认为,青藏高原农家青稞品种的淀粉颗粒结合蛋白具有丰富的多态性和独特性。低直链淀粉青稞gbssi基因序列的新特征表明可能存在新的低直链淀粉形成机制。

关键词：农家品种青稞淀粉颗粒结合蛋白 gbssi基因

苦荞胚乳gbssi基因表达模式及胚乳淀粉含量分析

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分子植物育种 2018年第11期16卷 3509-3517页

作者：黎媛张贤聪王涛王安虎王迅四川农业大学果蔬研究所成都611130

苦荞籽粒胚乳中含有大量淀粉,是中国西南地区重要的小杂粮作物。本研究探索了苦荞麦胚乳直链淀粉合成的关键基因gbssi基因(Ftgbssi)的表达模式及与淀粉含量的相关性。研究分析了24个苦荞材料的Ftgbssi基因在花期、胚乳灌浆初期、灌浆中... 详细信息

苦荞籽粒胚乳中含有大量淀粉,是中国西南地区重要的小杂粮作物。本研究探索了苦荞麦胚乳直链淀粉合成的关键基因gbssi基因(Ftgbssi)的表达模式及与淀粉含量的相关性。研究分析了24个苦荞材料的Ftgbssi基因在花期、胚乳灌浆初期、灌浆中期、灌浆末期的表达动态模式。结果表明,灌浆初期Ftgbssi基因表达量相对较高。Ftgbssi基因随着胚乳的生长发育呈现单峰和双峰曲线模式。此外,本研究分析了其中18份材料的总淀粉含量和直链淀粉含量,两者在不同苦荞材料间的差异均显著。相关性分析发现,直链淀粉含量与灌浆初期Ftgbssi基因表达量的相关系数极显著。

关键词：苦荞 gbssi基因基因表达直链淀粉

赖草属林下组植物gbssi基因序列的系统发育与分子进化

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四川农业大学学报 2012年第2期30卷 144-149页

作者：王晓丽罗春莲沙莉娜周永红四川农业大学小麦研究所四川温江611130 四川农业大学生命科学与理学院四川雅安625014

【目的】探讨赖草属林下组植物的种间系统关系与gbssi基因的分子进化式样。【方法】对赖草属林下组3个类群的gbssi基因序列进行多克隆测序,并将其与来自小麦族8个代表Ns,St,P,F,Ee和Eb基因组的二倍体植物的gbssi序列进行序列与系统比较... 详细信息

【目的】探讨赖草属林下组植物的种间系统关系与gbssi基因的分子进化式样。【方法】对赖草属林下组3个类群的gbssi基因序列进行多克隆测序,并将其与来自小麦族8个代表Ns,St,P,F,Ee和Eb基因组的二倍体植物的gbssi序列进行序列与系统比较分析。【结果】基因序列多态性与系统发育分析表明:①***和*** ***亲缘关系密切;②不同Ns基因组供体参与多倍化物种形成可能导致***与***和*** ***发生遗传分化;③赖草属林下组植物的gbssi基因序列在Ns基因组拷贝上的多态性水平低于新麦草属植物Ns基因组序列多态性。【结论】支持***和*** ***互为种与变种的分类等级。复制基因gbssi在多倍体中多态性水平不平等。

关键词：赖草属林下组 gbssi基因系统发育分析分子进化

基于形态学和gbssi基因对冰草（Agropyron cristatum(L.)Gaertner）的系统发育及遗传多样性研究

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基于形态学和GBSSI基因对冰草（Agropyron cristatum(L.)Gaertner...

作者：卓小凤四川农业大学

学位级别：硕士

冰草(Agropyron cristatum (L.) Gaertner)为禾本科(Poaceae)小麦族(Triticeae)多年生草本植物,是冰草属的模式种,广泛分布于欧亚大陆的北亚热带和温寒带等地区。冰草是草原草甸的重要组成成分,对生态环境的改善、水土保持有着重要作用... 详细信息

冰草(Agropyron cristatum (L.) Gaertner)为禾本科(Poaceae)小麦族(Triticeae)多年生草本植物,是冰草属的模式种,广泛分布于欧亚大陆的北亚热带和温寒带等地区。冰草是草原草甸的重要组成成分,对生态环境的改善、水土保持有着重要作用;冰草茎叶柔嫩、饲口性好、生长迅速,具有很高的饲用价值：冰草具有抗旱、抗寒、耐盐碱以及对各种病虫害的抗性,是小麦遗传改良的重要资源。目前,对冰草的研究主要集中在生态建设、遗传育种等方面,而对于其系统发育、居群遗传结构、分支系统学方面的研究还未见报道。本研究选取47个冰草植物的14个形态性状,63个冰草植物以及25个其近缘的二倍体属种植物的gbssi基因序列,从形态学和分子系统学两方面对其进行系统发育重建,探讨冰草及其近缘属植物间的系统关系,冰草居群间的亲缘关系、遗传分化、形态变异以及遗传结构,冰草植物的遗传多样性。研究结果表明：1.冰草在物种水平上及居群水平上均表现出丰富的遗传多样性(π>0.05)。冰草居群间遗传分化系数为0.058,居群内遗传的多样性是导致冰草物种遗传多样性丰富的主要因素。2.分子系统树中,冰草分别与Eremopyrum distans、Agropyron mongolicum以及> Taeniatherum caput-medusae聚在一起,支持P染色体组与F染色体组有较近的亲缘关系。3.中亚冰草居群分布在分子系统树及分支系统树的各个分支中,中亚居群与欧洲、东亚的遗传距离较近,推测中亚可能是冰草的生物多样性起源中心。青藏高原冰草居群与中亚、欧洲居群遗传距离较远,且在系统发育树中大多形成独立的分支,推测在长期的演化历史进程中,青藏高原冰草居群已经处于相对独立的状态。4.中亚冰草居群在进化历史过程中可能经历过明显的群体扩大和定向选择事件(Tajima’s D=-1.85001, P<0.05)。欧洲、东亚居群中性检测值均为负值,且差异不显著,说明欧洲与东亚冰草居群未偏离中性进化模型,居群相对结构稳定。

关键词：分支分析分子系统学形态学性状 gbssi基因冰草遗传多样性

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玉米转座子、gbssi基因及表达研究进展

生物技术 2000年第4期10卷 36-39页

作者：姚新灵白桦宁夏大学生物系宁夏银川750000 宁夏农业学校宁夏银川750000

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枸杞属(茄科)新类群杂交起源初探

广西植物 2011年第3期31卷 304-311页

作者：吴莉莉韦若勋杨庆文张志耘黔南民族师范学院生命科学系贵州都匀558000 中国科学院植物研究所系统与进化植物学国家重点实验室北京100093 中国农业科学院作物科学研究所北京100081

为探讨枸杞属新类群的起源及国产枸杞属植物的亲缘关系,该文使用核基因颗粒性结合淀粉合成酶基因(gbssi)片段,对国产7个类群的枸杞属植物进行了分子系统学研究。结果表明:中国分布的枸杞属植物属于旧世界类群并分为4个强烈支持的分支,... 详细信息

为探讨枸杞属新类群的起源及国产枸杞属植物的亲缘关系,该文使用核基因颗粒性结合淀粉合成酶基因(gbssi)片段,对国产7个类群的枸杞属植物进行了分子系统学研究。结果表明:中国分布的枸杞属植物属于旧世界类群并分为4个强烈支持的分支,而新类群的形成与杂交密切相关。此外,初步分析还显示宁夏枸杞有较高的遗传分化。

关键词：枸杞属新分类群杂交分子系统学 gbssi基因

燕麦淀粉含量测定及颗粒结合型淀粉合成酶基因（GBSS Ⅰ）片段克隆

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燕麦淀粉含量测定及颗粒结合型淀粉合成酶基因（GBSS Ⅰ）片段克隆

作者：王智英四川农业大学

学位级别：硕士

燕麦是禾本科燕麦属(Avena L.)草本植物,为世界八大粮食作物之一,具有耐寒,抗旱,耐土地脊薄,耐适度盐碱,不与小麦稻谷争夺耕地,及农业风险系数低的优点。是一种特殊的多用途作物。发展燕麦种植加工对于促进农业可持续发展具有重要意义... 详细信息

燕麦是禾本科燕麦属(Avena L.)草本植物,为世界八大粮食作物之一,具有耐寒,抗旱,耐土地脊薄,耐适度盐碱,不与小麦稻谷争夺耕地,及农业风险系数低的优点。是一种特殊的多用途作物。发展燕麦种植加工对于促进农业可持续发展具有重要意义。淀粉是燕麦中主要被人类用作食物的部分,有直链淀粉和支链淀粉之分,前人研究表明gbssi基因在决定淀粉糯性方面具有重要作用。淀粉种类与作物性能和应用前景直接相关,且其含量的高低在评价燕麦品质和选种、育种时具有实际意义。本研究对特选的燕麦材料进行淀粉含量测定及其可能的主要功能基因的基因片段克隆分析,以期获得燕麦淀粉总体含量情况、直链与支链淀粉各占比重情况,讨论供试材料的对生活和生产指导价值;利用获得的gbssi基因片段为燕麦系统发育情况提供新的证据;获得与淀粉相关特定功能基因片段及其与淀粉含量间的相互关系。主要研究结果如下：1)用双波长法对来自世界各地的107个居群(25个物种)燕麦材料进行支链、直连淀粉含量的测定,结果表明所测材料之间淀粉含量差异显著。所测107个居群中,供试燕麦物种间进行的频率分布统计显示,燕麦各个物种直链淀粉含量在5%～10%高频率分布,支链淀粉含量在45%-50%高频率分布。本次供选材料中没有直链淀粉含量在15%～20%之间的燕麦物种。根据谷物胚乳淀粉一般情况,直链淀粉含量接近零,即低于1%的为糯性,所试验材料中编号CN25869的A. agadiriana为糯性燕麦材料,直链淀粉含量为0.7%,据此判断燕麦种质资源中存在自然全糯质类型;其他直链淀粉含量较低的居群有编号CN25863、CN21388和CN22633,试验编号分别为Aaga7AB,Acla31Cp,Ahir46As。总体看来,燕麦属中直链淀粉含量较低的物种有4个,分别是A. clauda4.88%、A. hirtula6%、A. eriantha6.1%和A. agadiriana6.28%。不同倍性的燕麦物种中,Cp基因组二倍体直链淀粉含量平均值最低,而直链淀粉含量低于1%的A. agadiriana编号CN25869的居群属于AB基因组四倍体。所有供试的六倍体栽培燕麦(A. sativa)的直链淀粉含量普遍高于8%。2)对供试27个物种52个居群进行gbssi基因克隆,共得到165条序列。通过比较后去除同一材料的相同序列,最终将能代表供试材料的的82条gbssi基因序列进行分析。序列比对结果发现燕麦属gbssi基因序列在不同物种间差异较大。居群内的差异在不同物种中表现不同：燕麦属A基因组、C基因组二倍体多个居群都检测到了多种变异类型。3)燕麦属C基因组二倍体GBSS Ⅰ基因序列进化差异较A基因组明显,同种基因组间序列差异显著。另外,C基因组中A. clauda的其中一种拷贝类型和A基因组序列类型的关系较近,推测该物种基因型可能处于A、C基因组间的位置,在基因组进化中具有特殊意义。四倍体物种中,A. barbata与A. hirtula亲缘关系较近。另外,四倍体物种A. murphy A基因组与二倍体物种A. hispanica亲缘关系较近,而六倍体物种***和两组二倍体物种均显示了较近的亲缘关系,一组是A. hirtula和A. lusitanica,另一组是A. hirtula和A. atlantica。4)分析所测序的基因序列片段与直链淀粉含量关系时发现,二倍体A基因组物种直链淀粉含量高于二倍体C基因组物种,进而发现二倍体外显子片段第30 bp处有较为规律的单碱基差异,但由于燕麦二倍体A、C基因组间差异本就很大,所以依旧无法确定GBSS Ⅰ基因直链淀粉含量和本次克隆片段有所关联。

关键词：燕麦(Avena) 淀粉 gbssi基因系统发育

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荞麦直链淀粉含量测定及Waxy克隆分析

荞麦直链淀粉含量测定及Waxy克隆分析

作者：李鹏贵州师范大学

学位级别：硕士

荞麦是我国传统的药食同源作物,其营养丰富,具有较强的保健价值,同时也常被用作填闲和救灾作物而广泛种植。荞麦籽粒中直链淀粉含量的高低关乎着荞麦的营养与加工品质。然而,常规直链淀粉测定方法本身对籽粒样品量要求严格,难以对微量... 详细信息

荞麦是我国传统的药食同源作物,其营养丰富,具有较强的保健价值,同时也常被用作填闲和救灾作物而广泛种植。荞麦籽粒中直链淀粉含量的高低关乎着荞麦的营养与加工品质。然而,常规直链淀粉测定方法本身对籽粒样品量要求严格,难以对微量样品进行测定。迄今,对于荞麦籽粒直链淀粉含量的研究还仅限于不同品种间的常规差异比较,无法开展更为精准的分析,诸如区分不同授粉特性荞麦的各籽粒间直链淀粉含量差异状况,荞麦同一植株各籽粒间直链淀粉含量差异及其详细的空间分布状况等。此外,由于控制荞麦直链淀粉合成的关键酶基因Waxy编码(即Granule Bound Starch Synthase I,GB SSI)序列长,目前尚缺乏有关该基因的序列特征信息,NCBI数据库中也仅收录了一条苦荞gbssi基因编码序列及一条甜荞gbssi蛋白序列。针对上述有关荞麦直链淀粉及编码序列研究中存在的问题,本研究从构建荞麦单籽粒直链淀粉微量、高通量鉴定体系着手,拟对贵州省荞麦工程技术研究中心贮存荞麦种质籽粒直链淀粉含量分布特性进行系统分析,并力图解析同一荞麦植株上不同分枝的单籽粒直链淀粉含量分布的空间差异;此外,项目拟通过同源克隆法系统分析当前主要栽培荞麦品种基因的gbssi序列。通过上述研究,已获得了如下主要结果:(1)荞麦单籽粒直链淀粉微量鉴定体系的构建及应用。基于碘比色法,结合酶标仪扫描,构建了荞麦单籽粒直链淀粉的定量体系,采用该体系对我国主要荞麦种质的籽粒进行测试,获得的结果为:191份苦荞麦品种(系)籽粒直链淀粉含量均值为20.47%,变异范围为11.59%4.50%;179份甜荞麦品种(系)直链淀粉含量均值为18.09%,变异范围为11.41%2.80%。聚类分析可分别将191份苦荞品种(系)、179份甜荞品种(系)分为三类,其中第Ⅰ类为直链淀粉含量较高类,第Ⅱ类为直链淀粉含量居中类,第Ⅲ类为直链淀粉含量较低类。(2)籽粒直链淀粉在荞麦植株上的空间分布特性研究。采用上述单籽粒直链淀粉微量鉴定体系对栽培甜荞和苦荞单株籽粒进行了直链淀粉定量分析,结果显示:苦荞植株单籽粒质量与单籽粒直链淀粉含量呈极显著相关,甜荞单籽粒直链淀粉与其质量间不具有稳定关系;供试苦荞的0分枝单籽粒直链淀粉含量相对于后续发育而成的分枝具有明显的优势,而甜荞未体现此种特征。上述结果表明,苦荞在作为荞麦籽粒灌浆行为研究中更具有代表性。(3)荞麦籽粒直链淀粉合成关键酶编码基因gbssi同源克隆及序列分析。通过同源克隆法,分别从甜荞、苦荞、金苦荞、米苦荞中分离获得3796 bp、3793 bp、3794 bp、3793 bp的gbssi序列,并分别命名为fe gbssi、ft gbssi、ftc gbssi、ftg gbssi,软件推导的氨基酸序列分别为603 AA、605 AA、605 AA、605 AA,理论相对分子质量分别为66.71 k Da、66.60 k Da、66.72 k Da、66.60 k Da,等电点分别为7.08、8.35、8.35、7.95,不存在跨膜区以及信号肽,为亲水性蛋白。系统演化分析发现,不同来源的gbssi被划分成三个典型的分枝。其中,本研究供试荞麦及来源于数据库的苦荞gbssi被聚到Cluster I,在该分枝中,两种来源的苦荞以及作为苦荞变种的米苦荞关系最近,经由苦荞与金荞麦杂交后代选择而成的金苦荞紧随苦荞分枝,而系谱上关系最远的属于不同起源的甜荞,该聚类结果与栽培荞麦的系统演化关系保持一致。通过上述研究,构建了荞麦单籽粒直链淀粉微量鉴定体系,借助该套方法实现了对栽培荞麦直链淀粉含量的种间分布、同一荞麦植株中单籽粒间直链淀粉含量的空间分布规律的初步揭示,客观反映了与产量密切相关的单子粒所含直链淀粉含量。此外,通过同源克隆法及系列生物信息学分析,初步获得了栽培荞麦直链淀粉合成关键酶控制基因的序列特征及演化特性。上述对于荞麦直链淀粉改良、荞麦种质资源的创新与利用、荞麦系统演化特征等研究提供重要参考。

关键词：荞麦直链淀粉籽粒 gbssi基因系统演化

青藏高原农家青稞淀粉颗粒结合蛋白及GBSS/基因5'前导序列多态性研究

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