不同抗性淀粉含量的小麦品种(系)SBEⅡa-基因启动子序列分析.pdf
《不同抗性淀粉含量的小麦品种(系)SBEⅡa-基因启动子序列分析.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《不同抗性淀粉含量的小麦品种(系)SBEⅡa-基因启动子序列分析.pdf(7页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、Analyes of SBEa Gene Promoter from Spring Wheat Cultivars(Lines)with Different Content of Resistant StarchWANG Haolong1袁HAN Junjie1袁LI Weihua1袁LIU Wei2(1 The Key Laboratory of Oasis Eco-Agriculture of Xinjiang Bingtuan,College of Agronomy Shihezi 832003;2 Key Laboratory ofEducation Ministry of Xinji
2、ang Endemic and Ethnic Disease,Medical College of Shihezi University,Shihezi 832002,China)Abstract:In order to explore the molecular mechanism that different spring wheat cultivars show significantly differences in RS(resistant starch,RS)content,we studied the gene expression profiles of SBEa which
3、is a key gene controlling starch synthesisbetween cultivars and two low RS conent cultivars of spring wheat by quantitative real-time RT-PCR(qRT-PCR)technique.Special primers were designed according the sequence of AY357072.1 deposited in GenBank,and the partial sequence of SBEa gene promoter was cl
4、oned using reverse transcription polymerase chain reaction(RT-PCR)from wheat.The nucleotide sequenceswere blasted by Clustal.W software,and the regulatory elements were predicted by PLACE and PlantCARE,respectively.Theresults showed that the relative expression level of SBEa in high RS spring wheat
5、cultivars was significantly lower than inthe low RS cultivars.The promoter of SBEa gene from ten spring wheat cultivars was 2896 bp,The sequence analysis showedthat the promoter region of SBEa genes from different spring wheat cultivars reached 99.92%similarity with AY357072.1.The results indicated
6、that there were little allelic sites mutation,and only single-base mutation,Indel or insert in a single springwheat cultivar.As a result,the promoter of SBEa gene might not cause the different relative expression level of SBE a gene indifferent spring wheat cultivars.Key words:wheat曰resistant starch
7、曰SBEa曰promoterDOI:10.13880/ki.65-1174/n.2015.01.012文章编号:1007-7383渊2015冤01-0060-07不同抗性淀粉含量的小麦品种(系)SBEa 基因启动子序列分析王昊龙1,韩俊杰1,李卫华1,刘伟2渊1 石河子大学农学院/新疆兵团绿洲生态农业重点实验室,石河子 832003;2 石河子大学医学院/新疆地方病与民族高发病实验室,石河子 832002冤摘要:为了从分子水平上揭示不同小麦品种(系)间抗性淀粉含量差异的原因,本试验利用 qRT-PCR 技术研究了抗性淀粉含量高和抗性淀粉含量低的小麦品种(系)淀粉合成关键基因 SBEa 表达差异
8、。根据 Genebank 中公布的小麦 SBEa 基因启动子(AY357072.1)基因序列设计特异性引物,利用 RT-PCR 技术克隆 SBEa 基因启动子,利用Clustal.W 对测序结果比对分析,利用数据库 PLACE 和 PlantCARE 对启动子序列中各特征元件进行预测,以发掘影响 SBEa 基因表达量的重要作用元件的等位变异位点。结果显示:抗性淀粉含量高的小麦品种(系)中 SBEa 基因的表达量低于抗性淀粉含量低的品种(系)。克隆了 10 个抗性淀粉含量不同的小麦品种(系)SBEa 基因编码区上游 2896 bp 序列,10 个小麦品种(系)SBEa 基因启动子序列相似性达到了
9、 99.92%,抗性淀粉含量高和抗性淀粉含量低的小麦品种(系)SBEa 基因启动子序列间无规律性差异。推测,SBEa 基因启动子可能不是造成 SBEa 基因表达差异的主要原因。关键词:小麦;抗性淀粉;SBEa;启动子中图分类号:S512.1文献标志码:A收稿日期:2014-12-02基金项目:国家自然科学基金项目(31160279,31260357)作者简介:王昊龙(1988-),男,硕士研究生,专业方向为作物遗传育种,e-mail:。通信作者:李卫华(1968-),女,教授,博士生导师,从事小麦品质改良和分子机理研究,e-mail:lwh_。第 33 卷第 1 期2015 年 2 月石河子大
10、学学报院自然科学版Journal of Shihezi University院Natural ScienceVol.33No.1Feb.2015网络出版时间:2015-03-11 18:17网络出版地址:http:/ 1 期小麦籽粒中的淀粉是由直链淀粉、支链淀粉及少量的抗性淀粉组成。其中,抗性淀粉(Resistantstarch,RS)作为淀粉的一部分,由于其独特的生理功效而吸引了众多研究人员的关注。普通小麦中 RS含量约占总淀粉含量的 1.8%,高 RS 小麦中含量则可以达到 3.5%以上,而低 RS 小麦中含量不足 1.0%1。小麦籽粒中淀粉的生物合成是一个复杂的过程。AGPase(腺苷二
11、磷酸葡萄糖焦磷酸化酶)、SS(蔗糖合成酶)、SBE(淀粉分支酶)、DBE(淀粉脱分支酶)是 4 类主要影响籽粒淀粉含量及直/支链淀粉比例的关键酶。小麦籽粒中 RS 含量与其直链淀粉含量呈明显正相关2-4。淀粉分支酶 SBE(单子叶作物小麦中 SBE 可分为 SBE、SBEa 和 SBEb),可将淀粉中-1,4 糖苷键裂解,然后通过-1,6 糖苷键连接于受体链上5,从而致使籽粒中支链淀粉含量的增加,最终间接影响籽粒中抗性淀粉的含量。Regina 等6研究发现,小麦 A、B、D 基因组中 SBE基因的缺失突变体材料,只可以稍微改变支链淀粉的链长分布,而对籽粒中直/支链淀粉的比值无根本性的影响。在大
12、麦和小麦中,Regina 等通过抑制淀粉分支酶 SBEa/SBEb 的表达,致使直链淀粉含量显著增加,同时抗性淀粉含量也相应提高7-9。本试验前期研究发现抗性淀粉含量高和抗性淀粉含量低的小麦品种(系)淀粉合成关键基因 SBEa 基因 ORF 序列无明显差异,推测其启动子序列中的差异可能会造成了 SBEa表达水平的不同,进而导致了小麦品种(系)间抗性淀粉含量的不同。高等植物中,启动子作为转录水平上重要的顺式元件影响着基因的表达和调控10。启动子是位于结构基因 5 端上游区的 DNA 序列,其区域中存在的各种特征元件,通过同 RNA 聚合酶的识别、结合、诱导、转录过程调控着下游基因的表达时间、空间
13、和表达量。苗红梅等11通过构建小麦 SBEa 基因启动子缺失体发现,SBEa 基因启动子 5 或 3 序列的缺失会使启动子活性明显降低,一些特定序列如:-300 element 因子、G-box 以及 Prolamin box 等作为正调控因子参与其表达,但是在-1579-1210bp 片段中也存在一些负调控因子或固定序列抑制着 SBEa 基因启动子在胚乳特异表达。为揭示不同小麦品种(系)间抗性淀粉含量差异的原因,本试验对不同 RS 含量的小麦品种(系)间淀粉合成酶关键基因 SBEa 启动子进行序列多态性分析,发掘SBEa 基因启动子序列中重要的调控元件中的差异位点,进而分析其对 SBEa 基
14、因在胚乳中表达的影响。同时,也为后期功能标记的开发及小麦抗性淀粉含量辅助选择奠定基础。1材料与方法1.1材料选取 10 份抗性淀粉含量差异较大的小麦品种(系)作为研究材料(表 1),实验材料由石河子大学麦类作物研究所提供。2013 年种植于石河子大学农学实验站,收获后对其籽粒中抗性淀粉含量进行测定。抗 性 淀 粉 含 量 测 定 试 剂 盒(ResistantStarchAssay Kit)为爱 尔兰 Megazyme 公司 产品;CobuddySuper Fidelity DNA Polymerase 为康为世纪(北京)公司产品;琼脂糖凝胶 DNA 回收试剂盒为天根生化科技(北京)有限公司产
15、品;pEASY-blunt 克隆载体为全式金公司产品;限制性内切酶为 Thermo(北京)公司产品;RNA 提取试剂 RNAiso Plus 和 Fruit-mateTMforRNA purification、实时 荧光 定量 PCR 染料 SYBRPremix Ex Taq(Tli RNaseH Plus)及 cDNA 第一链合成试剂盒为宝生物工程(大连)(TAKARA)有限公司产品;引物合成及测序由北京六合华大基因科技股份有限公司完成。表 1供试小麦品种(系)及其 RS 含量Tab.1Different spring wheat cultivarsand the content of RS
16、1.2方法1.2.1小麦籽粒抗性淀粉含量的测定成熟籽粒中的抗性淀粉含量采用试剂盒测定。()0.9100。上式中,相对于空白试剂的吸光值,从吸光度值到 mg 的转换,0.9 为淀粉与葡萄糖的转换系数,为样品干重(mg)。1.2.2小麦籽粒 RNA、gDNA 的提取取灌浆 15 d 后小麦籽粒,按照总 RNAiso 试剂盒说明书提取总 RNA。经测定其浓度和用 1.2%琼脂糖凝胶电泳检测总 RNA 质量后,对质量较好的RNA 用 cDNA 第一链合成试剂盒进行反转录。对供试小麦品种(系)三叶期幼苗进行暗培养以获得黄化苗,利用 CTAB 法提取总 DNA,经浓度和质量检测后,稀释成工作液作为模板克隆
17、 SBEa 基材料名称 育成地点 RS 含 量/%材料名称 来源 RS 含 量/%M150 墨西哥 4.10 野猫 加拿大 0.86 SD06-5 新疆 3.86 新春19号 新疆 0.63 新春 31 号 新疆 3.75 M190 墨西哥 0.60 波塔姆 埃及 2.26 M65 墨西哥 0.56 新春 12 号 新疆 1.66 阜春 1 号 新疆 0.54 王昊龙,等:不同抗性淀粉含量的小麦品种(系)SBEa 基因启动子序列分析61石河子大学学报:自然科学版第 33 卷因启动子。1.2.3实时荧光定量 PCR(Real-time quantitativePCR)检测根据 NCBI 中公布的
18、小麦 SBEIIa(AF286319.1)和 Actin(AY423548.1)基因序列选择其保守序列,利用 Primer Premier 5.0 设计实时荧光定量 PCR 引物(表 2)。PCR 反应体系:cDNA 1 L,上游引物(10mmol/L)0.2 L,下游引物(10 mmol/L)0.2 L,SYBR Premix Ex Taq 5 L,ddH2O 3.6 L。每个样品及对应的内参反应均进行 3 次。实时荧光定量PCR 结果的计算参考 Livak12。反应程序:95 预变性 2 min;95 变性 15 s,55 退火 30 s,72 30 s,40 个循环。表 2SBEa 基因
19、片段实时荧光定量 PCR 扩增引物Tab.2The qRT-PCR amplification primersof SBEa genes segments1.2.4SBEa 基因启动子的克隆根据 GenBank 中公布的小麦 SBEa 基因启动子(AY357072.1)基因序列,利用 Primer5.0 设计 PCR扩增引物(上游引物 5-GCAGTTTTCCTCAGCATCTT-CTTGG-3,下游引物 5-CGTAGTGATTGAGTCAGCC-AGTCGC-3)。PCR 扩增体系(20 L):DNA 和上、下游引物(10mol/L)各 1L,Buff er4L,dNTP1.6L,Cobu
20、ddySuperFidelityDNAPolymerase(2U/L)酶 0.2 L,ddH2O 11.2 L。扩增程序:98预变性 3 min;98 变性 10 s,67 退火 30 s,72 延伸 1.5 min,共 35 个循环;72 延伸 7 min。PCR 扩增产物经 1.2%的琼脂糖凝胶电泳检测后分别回收目的条带,然后分别连接到 pEASY-blunt克隆载体上,转化大肠杆菌 DH5。菌液 PCR 阳性菌落提取质粒酶切验证正确后送北京六合华大基因科技股份有限公司进行测序。1.2.5SBEa 基因启动子生物信息分析启动子区甲基化 CpG 岛预测采用 EMBOSS(http:/www.
21、ebi.ac.uk/Tools/seqstats/);启动子区转录因子结合位 点 预 测:NeuralNetworkPromoterPrediction(http:/www.fruit fly.org/seq_tools/promoter.html);利用 CLustal.W 在线软件比对抗性淀粉含量不同的小麦品种(系)SBEa 基因启动子序列的差异。利用数据库 PLACE(http:/www.dna.affrc.go.jp/PLACE/signalscan.html)和 PlantCARE(http:/bioinformatics.psb.ugent.be/webtools/plantcar
22、e/html/)对于启动子顺式元件进行预测,发掘影响 SBEa 基因表达的重要顺式元件中的等位变异位点。2结果与分析2.1高 RS 与低 RS 含量品种(系)SBEa基因相对表达量对 2 个抗性淀粉含量高和 2 个抗性淀粉含量低的小麦品种(系)SBEa 基因的相对表达量检测结果(图 1)显示,SD06-5(RS 含量 3.86)和 M150(RS含量 4.10)SBEa 基因的表达量远远低于 M190(RS含量 0.60)和新春 19 号(RS 含量 0.63)的表达量,说明 SBEa 基因的表达量与抗性淀粉的含量呈现显著的负相关。同时也说明,不同小麦品种(系)中 SBEa 基因内部序列的差异
23、或是启动子中调控元件的差异可能导致了 SBEa 基因表达量的不同,最终致使籽粒中抗性淀粉含量的不同。品种(系)SD06-5 RS 含量 3.86;M150 RS 含量 4.10;新春 19 号 RS 含量 0.63;M190 RS 含量 0.60图 1SBEa 基因在小麦籽粒中的相对表达量Fig.1The relative expression of SBEain wheat grains2.2SBEa 基因启动子片段的克隆由图 2 可见:SBEa 基因启动子 PCR 扩增结果在琼脂糖凝胶中显示电泳条带单一,且与预期大小一致(图 2A)。切胶回收后分别与 pEASY-blunt 载体连接、转化
24、大肠杆菌 DH5。菌液 PCR 阳性菌落用碱裂解法提取质粒,然后对质粒做酶切验证,酶切条带大小与预期条带相符(图 2B)。测序结果显示:克隆片段大小为 2896 bp,与 NCBI 中 公 布 的 小 麦 SBE a基 因 启 动 子(AY357072.1)同源性均高于 99.9%。引物名称 引物序列组成(5-3)SBEIIa 上游 GCAGAACTGCGGTCGTGT SBEIIa 下游 TCCCAGTCATGGCGCTTA Actin 上游 TGTGCTTGATTCTGGTGATGGTGTG Actin 下游 CGATTTCCCGCTCAGCAGTTGT 62第 1 期2.3SBEa 基因
25、启动子区甲基化 CpG岛和转录因子结合位点2.3.1启动子区甲基化 CpG 岛SBEa 基因启动子区有 3 个 CpG 岛,分别位于序列的 734-961 bp 处,跨越 228、1353-1593 bp处,跨越 241 和 2519-2853 bp 处,跨越 335 bp(图3A)。3 个 CpG 岛 GC 含量分别为:52.63%、53.53%和 65.07%。在线网站 EMBOSS isochore 对 SBEa基因启动子全长 GC 含量分析(图 3B),预测结果表明,2519-2853 bp CpG 岛可能是调控 SBEa 基因表达的 1 个重要调控元件。M:DNA 标准分子量A:SB
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 不同 抗性 淀粉 含量 小麦 品种 SBE 基因 启动子 序列 分析
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,个别因单元格分列造成显示页码不一将协商解决,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【二***】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【二***】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。