燕麥淀粉含量測(cè)定及顆粒結(jié)合型淀粉合成酶基因(GBSS Ⅰ)片段克隆.pdf

1、燕麥?zhǔn)呛瘫究蒲帑湆?Avena L.)草本植物，為世界八大糧食作物之一，具有耐寒，抗旱，耐土地脊薄，耐適度鹽堿，不與小麥稻谷爭(zhēng)奪耕地，及農(nóng)業(yè)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)低的優(yōu)點(diǎn)。是一種特殊的多用途作物。發(fā)展燕麥種植加工對(duì)于促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。淀粉是燕麥中主要被人類用作食物的部分，有直鏈淀粉和支鏈淀粉之分，前人研究表明GBSSⅠ基因在決定淀粉糯性方面具有重要作用。淀粉種類與作物性能和應(yīng)用前景直接相關(guān)，且其含量的高低在評(píng)價(jià)燕麥品質(zhì)和選種、育種時(shí)具有

2、實(shí)際意義。本研究對(duì)特選的燕麥材料進(jìn)行淀粉含量測(cè)定及其可能的主要功能基因的基因片段克隆分析，以期獲得燕麥淀粉總體含量情況、直鏈與支鏈淀粉各占比重情況，討論供試材料的對(duì)生活和生產(chǎn)指導(dǎo)價(jià)值;利用獲得的GBSSⅠ基因片段為燕麥系統(tǒng)發(fā)育情況提供新的證據(jù);獲得與淀粉相關(guān)特定功能基因片段及其與淀粉含量間的相互關(guān)系。主要研究結(jié)果如下:
　　1)用雙波長(zhǎng)法對(duì)來(lái)自世界各地的107個(gè)居群（25個(gè)物種）燕麥材料進(jìn)行支鏈、直連淀粉含量的測(cè)定，結(jié)果表明所測(cè)材

3、料之間淀粉含量差異顯著。所測(cè)107個(gè)居群中，供試燕麥物種間進(jìn)行的頻率分布統(tǒng)計(jì)顯示，燕麥各個(gè)物種直鏈淀粉含量在5％～10％高頻率分布，支鏈淀粉含量在45％～50％高頻率分布。本次供選材料中沒(méi)有直鏈淀粉含量在15％～20％之間的燕麥物種。根據(jù)谷物胚乳淀粉一般情況，直鏈淀粉含量接近零，即低于1％的為糯性，所試驗(yàn)材料中編號(hào)CN25869的A.agadiriana為糯性燕麥材料，直鏈淀粉含量為0.7％，據(jù)此判斷燕麥種質(zhì)資源中存在自然全糯質(zhì)類型;其

4、他直鏈淀粉含量較低的居群有編號(hào)CN25863、CN21388和CN22633，試驗(yàn)編號(hào)分別為Aaga7AB，Acla31Cp，Ahir46As。總體看來(lái)，燕麥屬中直鏈淀粉含量較低的物種有4個(gè)，分別是A.clauda4.88％、A.hirtula6％、A.eriantha6.1％和A.agadiriana6.28％。不同倍性的燕麥物種中，Cp基因組二倍體直鏈淀粉含量平均值最低，而直鏈淀粉含量低于1％的A.agadiriana編號(hào)CN258

5、69的居群屬于AB基因組四倍體。所有供試的六倍體栽培燕麥(A.sativa)的直鏈淀粉含量普遍高于8％。
　　2)對(duì)供試27個(gè)物種52個(gè)居群進(jìn)行GBSSⅠ基因克隆，共得到165條序列。通過(guò)比較后去除同一材料的相同序列，最終將能代表供試材料的的82條GBSSⅠ基因序列進(jìn)行分析。序列比對(duì)結(jié)果發(fā)現(xiàn)燕麥屬GBSSⅠ基因序列在不同物種間差異較大。居群內(nèi)的差異在不同物種中表現(xiàn)不同:燕麥屬A基因組、C基因組二倍體多個(gè)居群都檢測(cè)到了多種變異類型。

6、
　　3)燕麥屬C基因組二倍體GBSSⅠ基因序列進(jìn)化差異較A基因組明顯，同種基因組間序列差異顯著。另外，C基因組中A.clauda的其中一種拷貝類型和A基因組序列類型的關(guān)系較近，推測(cè)該物種基因型可能處于A、C基因組間的位置，在基因組進(jìn)化中具有特殊意義。四倍體物種中，A barbata與A.hirtula親緣關(guān)系較近。另外，四倍體物種A.murphyA基因組與二倍體物種A.hispanica親緣關(guān)系較近，而六倍體物種A.fatua和