实验报告 小麦种子储藏蛋白
科学储粮实验报告范文(3篇)
第1篇一、实验背景随着我国粮食产量的逐年提高,粮食储存问题日益凸显。
科学储粮不仅可以有效降低粮食损耗,还能提高粮食品质,保障国家粮食安全。
本实验旨在探究不同储粮方法对粮食品质和损耗的影响,为我国粮食储存提供科学依据。
二、实验目的1. 比较不同储粮方法对粮食品质的影响。
2. 分析不同储粮方法对粮食损耗的影响。
3. 探索科学储粮的最佳方法。
三、实验材料1. 粮食:玉米、小麦、稻谷等。
2. 储粮设备:粮仓、粮袋、粮囤等。
3. 测试仪器:水分测定仪、温度计、湿度计等。
四、实验方法1. 实验分组:将粮食分为若干组,每组采用不同的储粮方法,如传统储粮、地趴粮、立体储粮、低温储粮等。
2. 储粮条件:控制各组的温度、湿度、通风等条件,确保实验条件的可比性。
3. 观测指标:定期对各组粮食的水分、温度、湿度、虫害、霉变等指标进行观测和记录。
4. 数据分析:采用统计学方法对实验数据进行处理和分析。
五、实验结果1. 粮食品质:与传统储粮相比,立体储粮和低温储粮的粮食品质明显提高,水分、温度、湿度等指标均保持在较低水平,虫害和霉变发生率明显降低。
2. 粮食损耗:与传统储粮相比,立体储粮和低温储粮的粮食损耗率显著降低,分别降低了15%和20%。
3. 最佳储粮方法:根据实验结果,立体储粮和低温储粮是科学储粮的最佳方法。
六、实验结论1. 科学储粮可以有效提高粮食品质,降低粮食损耗,保障国家粮食安全。
2. 立体储粮和低温储粮是科学储粮的最佳方法,值得在农业生产中推广应用。
3. 各级政府部门应加大对科学储粮技术的宣传和推广力度,提高农民的科学储粮意识。
七、实验建议1. 加强科学储粮技术的研发,提高储粮设备的智能化水平。
2. 加大对农民的培训力度,提高农民的科学储粮技能。
3. 制定科学储粮政策,鼓励农民采用科学储粮方法。
4. 建立健全粮食储备体系,确保国家粮食安全。
八、实验总结本实验通过对不同储粮方法的比较,为我国粮食储存提供了科学依据。
高等植物种子贮藏蛋白的结构与功能研究
高等植物种子贮藏蛋白的结构与功能研究随着生物学的不断发展,越来越多的植物种子贮藏蛋白被发现,并且引起了很多科学家的关注。
这些蛋白质在植物种子中起着不可替代的作用,能够保护种子免受外界环境的影响,促进其存活和生长。
在这篇文章中,我们将讨论高等植物种子贮藏蛋白的结构与功能研究。
一、种子贮藏蛋白的基本结构种子贮藏蛋白是一种在植物种子中富含的蛋白质,其主要作用是在种子的萌发期间为胚芽提供营养。
根据其分子量和氨基酸序列的不同,种子贮藏蛋白可分为四种类型:15-30kDa的小分子蛋白、35-50kDa的二硫键稳定的蛋白、22kDa的亚油酸富集蛋白和大分子多肽复合体。
其中,大分子多肽复合体是最复杂的一种,由多个不同类型的蛋白质组成。
这些蛋白质分别具有不同的结构和功能,共同组成了一种高度复杂的结构。
二、种子贮藏蛋白的功能不同类型的种子贮藏蛋白在植物种子中都具有不同的功能。
其中,小分子蛋白和二硫键稳定的蛋白主要起到营养储备的作用,为植物在萌发期间提供能量和营养。
而亚油酸富集蛋白则可以抑制种子在寒冷条件下的发芽,保护种子免受低温的伤害;同时,也可以促进种子在弱光条件下的萌发,保证植物的正常生长。
大分子多肽复合体则具有更加复杂的功能,不仅可以促进种子在萌发期间的生长,还可以为植物提供抗生素、抗真菌和生长抑制物等重要的化学物质,保护植物生长的稳定性。
三、种子贮藏蛋白的研究进展近年来,种子贮藏蛋白的研究进展迅速。
通过分离、纯化和结构分析等多种手段,科学家们已经对种子贮藏蛋白的分子结构、细胞和组织培养、基因调控等方面取得了很多重要进展。
在分子结构方面,研究人员通过X射线晶体学、核磁共振等技术,成功解析了多个种子贮藏蛋白的结构,从而深入揭示了这些蛋白质的功能和特性。
同时,科学家们也陆续发现了许多与种子贮藏蛋白相关的基因,通过对这些基因的调控,可以有效地提高作物的产量和品质。
四、种子贮藏蛋白研究的意义种子贮藏蛋白研究的意义不仅仅在于深入了解植物生长和发育的机制,还与农业生产密切相关。
小麦储藏蛋白储藏基因的克隆与表达研究
小麦储藏蛋白储藏基因的克隆与表达研究小麦作为人类重要的粮食作物之一,其生产与发展对于全球粮食安全和农业可持续发展有着极其重要的意义。
小麦种植过程中,储藏蛋白是其重要的营养物质。
然而,小麦品种普遍存在储藏蛋白含量低、组成不均匀等问题,如何增加小麦储藏蛋白含量,优化其组成结构,成为了关注的焦点。
因此,对小麦储藏蛋白基因的克隆与表达研究,有助于揭示小麦储藏蛋白的生物学功能和分子机制,提高其品质和产量。
一、小麦储藏蛋白储藏基因的克隆小麦储藏蛋白是小麦胚乳细胞内含量最高的蛋白质,在小麦的生长和发育过程中发挥着重要的作用。
研究表明,小麦储藏蛋白主要由两种蛋白质组成,一种是谷蛋白,另一种是酒精溶蛋白。
谷蛋白在小麦中含量较高,而酒精溶蛋白含量较低。
对小麦储藏蛋白基因的克隆,是了解小麦储藏蛋白组成和结构的关键。
近年来,随着生物技术的迅速发展,特别是高通量测序技术的应用,小麦储藏蛋白储藏基因的克隆变得更加容易。
根据相关研究表明,小麦储藏蛋白的储藏基因主要包括两个家族,分别是谷蛋白基因家族和酒精溶蛋白基因家族。
二、小麦储藏蛋白储藏基因的表达小麦储藏蛋白的含量和组成,很大程度上受到储藏基因的表达调控。
因此,对小麦储藏蛋白储藏基因的表达研究,对于优化小麦储藏蛋白的含量和组成具有重要意义。
小麦储藏蛋白的基因表达,主要受到一系列调控因子的调控,如转录因子、信号转导因子等。
近年来,随着分子生物学技术的发展,人们逐渐揭示了小麦储藏蛋白表达调控的分子机制。
最近的研究表明,不同的激素、环境以及生物学过程对于小麦储藏蛋白基因的表达都有着重要的影响。
例如,ABA可以促进小麦储藏蛋白的合成和积累,而GA则可以抑制小麦储藏蛋白的合成和积累。
此外,寒冷胁迫和干旱胁迫等也会显著影响小麦储藏蛋白基因的表达。
三、小麦储藏蛋白储藏基因的优化应用小麦储藏蛋白的优化应用,是现代农业对小麦提高产量和品质的追求。
通过合理地调控小麦储藏蛋白的含量和组成,可以使小麦在口感、储藏性等方面得到进一步提升。
四川主栽小麦品种贮藏蛋白及其分子生物学研究(精)
可扩增爨多态戡条瓣,l对孽l妨(Xgwml32)仅农川菱系列晶秘中扩增出多态性条带,
中文摘要
这说明供试品种(系)第一、六同源群染色体上的DNA序列在扩增位点附近多态性
较低。
5.本研究将醇溶蛋白电泳条带和高分子量谷蛋白亚基条带综合在一起,计算品 种(系)间的遗传相似系数(GS),统称为贮藏蛋白相似系数。与贮藏蛋白标记的相 似系数相比,SSR标记的相似系数较高,说明供试品种(系)DNA水平上的变异比 蛋白质水平上的变异相对要小一些。利用Mantel检测对这两种标记的品种(系)问 遗传相似系数矩阵进行相关分析,虽然相关系数较低,但仍达极显著水平,对品种 (系)的聚类分析也支持这一结论。这反映了两种标记对研究品种(系)遗传多样 性的有效性和不同位点的差异性。 6.随机选取小麦基因组中60对SSR引物对供试品种(系)进行遗传多样性分 析,其中35对(58.33%)引物具有多态性,共检测到108个等位变异,这表明SSR 标记位点在四川小麦品种(系)中具有一定的遗传多样性。多态性引物中,11对引 物在所有供试品种(系)中均扩增出多态性条带,引物Xgwm328.2A仅在川育系列 品种中扩增出多态性条带.引物Xgwrnl32.6B、Xgwm469.6D仅在川麦系列品种中
关键词:小麦 品质
遗传多样性
A.PAGE
四川农业大学 硕士学位论文 四川主栽小麦品种贮藏蛋白及其分子生物学研究 姓名:王春梅 申请学位级别:硕士 专业:生物化学与分子生物学 指导教师:傅体华 20030501
巾文摘要
摘
要
出于育种技术豹改进粕各类种覆豹季g稍,我国豹,j、麦宵种互俸卓有成效,各魏 均培育疆一些伉蓖龉种,鼠新黼种滔出不穷。但在培育,j、爰新品种过程中,茵频繁 使鞠一貉来源稻蔺或楣豫的骨干亲本,使小麦的有益基因大量流失,大大降低了小 麦的遗传多样性。各省份的遗传研究表明,近几十年培育出的小麦品种的遗传多样 性从80年代呈下降趋势,这极大地限制了小麦的遗传改良工作。因此,对现有小麦 品种的遗传多样性避行深入研究和评价,有助f了解小麦的遗传基础和改变目前的 育种战略,为今后育种工作提供重要理论依据。本研究利用A_RAOE、SDS-PAGE、
小麦籽粒蛋白组分测定方法
小麦籽粒蛋白质组分的测定步骤一、实验原理植物种子蛋白质的85 % ~ 90 %是储藏蛋白,只要分布在胚乳或子叶中。
植物种子种的蛋白质根据其溶解特性划分四中类型,即清蛋白溶于水和稀盐溶液;球蛋白不溶于水,但溶于稀盐溶液;醇溶蛋白不溶于水,但溶于70 % ~ 80 %的乙醇中;谷蛋白不溶于水、醇中,但溶于稀酸、稀碱中。
根据蛋白质组分在不同溶剂中的溶解性,可按顺序用蒸馏水、稀盐、乙醇、稀碱分别提取清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白、谷蛋白,分别收集提取液,再用考马斯亮蓝G-250或其他方法测定各蛋白组分,本实验采用考马斯亮蓝G-250方法测定。
二、材料、仪器和试剂小麦面粉,万分之一天平,离心机,玻璃棒,振荡器,10ml离心管,50ml 容量瓶等;考马斯亮蓝G-250,一级水,10 %NaCl溶液,70% CH3CH2OH溶液,0.2% NaOH溶液。
三、蛋白质组分的提取10.5g,置于10ml离心管中,加入一级水3ml,用玻璃棒搅拌均匀,2ml一级水冲洗玻璃杯,在水浴振荡器上220rpm振荡30min,4000rpm离心15min,取上清夜移入50的容量瓶。
向离心管的沉淀中加入5ml 一级水搅拌,再离心和振荡。
同一离心管的样品重复提取3次,每次离心的上清夜都移到同一容量瓶内,最后用一级水定容至50ml,待测。
2向离心管中的残渣加入3ml 10% NaCl溶液搅拌均匀,再用2ml 10%NaCl溶液冲洗玻棒,振荡和离心步骤同清蛋白。
最后用10% NaCl 溶液定容至50ml,待测。
3向离心管中的残渣加入3ml 70% CH3CH2OH溶液搅拌均匀,再用2ml 70%CH3CH2OH溶液冲洗玻棒,220 rpm振荡1h,4000rpml离心15 min,上清液移入50ml容量瓶,重复提取3次,最后用70% CH3CH2OH定容至50ml,待测。
4向离心管中的残渣加入3ml 0.2% NaOH溶液搅拌均匀,再用2ml 0.2% NaOH溶液冲洗玻棒,220 rpm振荡1h,4000rpml离心15 min,上清液移入50ml容量瓶,重复提取3次,最后用0.2% NaOH溶液定容至50ml,待测。
小麦贮藏蛋白的液相色谱分析研究
小麦贮藏蛋白 又 称 小 麦 面 筋 蛋 白,包 括 醇 溶 蛋 白和麦谷蛋白。小麦醇溶蛋白决定面团的延展性, 小麦麦谷蛋白决 定 小 麦 的 黏 弹 性。 另 外,小 麦 贮 藏 蛋 白 与 小 麦 粉 的 功 能 及 性 质 ,面 条 、面 包 等 面 制 品 的 性质都有 很 大 的 关 系。 醇 溶 蛋 白 中 无 分 子 间 二 硫 键,易溶于体积分数为 70% 的 乙 醇 溶 液 中 。 [1] 麦 谷 蛋白则是由多条肽链通过分子键二硫键缔合形成大 聚 合 体 ,根 据 分 子 量 的 不 同 ,可 分 为 高 分 子 量 麦 谷 蛋 白 (HMW)和 低 分 子 量 麦 谷 蛋 白 (LMW)[2]。
2:25%~50%B。对于 麦 谷 蛋 白,如 图 4 所 示,梯 度 1条件下 HMW-GS 组 分 30~35 min 可 分 出 3 个 峰 ,而 其 余 梯 度 条 件 下 只 能 分 出 2 个 峰 ,且 梯 度 1 条 件下 LMW-GS 组 分 分 离 度 最 高。 与 梯 度 1 相 比, 梯度2无0~7min的24%B 等度 洗 脱过 程,4-乙 烯 吡啶 的 噪 声 影 响 较 大 。 [6] 梯 度 3 无 23 min 30%B 的洗脱梯 度 过 程,HMW-GS 组 分 30~35 min 只 能 分出2个峰,LMW-GS 组 分 40~42 min 分 离 度 较 低。梯度4条件下出峰 时 间 缩 短 至 55 min,但 该 条 件下 LMW-GS 组 分 分 离 度 不 高,部 分 图 谱 重 叠。 因 此,选 择 梯 度 1:0 min 24% B,7 min 24% B, 23min 30%B,65 min 48%B 作 为 麦 谷 蛋 白 亚 基 最 佳分离条件。
不同品质类型小麦籽粒贮藏蛋白组分含量及相关酶活性
不同品质类型小麦籽粒贮藏蛋白组分含量及相关酶活性石玉;谷淑波;于振文;许振柱【摘要】以小麦品种藁城8901、9411、济南17、烟农19、泰山23和鲁麦21为材料,采用反相高效液相色谱法研究了不同小麦品种籽粒贮藏蛋白各组分含量积累动态及相关酶活性的差异.依据国家标准GB/T 17892-1999,将6个品种分为一等强筋(Ⅰ)、二等强筋(Ⅱ)和中筋(Ⅲ)3组.Ⅰ组和Ⅱ组比较,籽粒贮藏蛋白和总蛋白含量无显著差异,Ⅰ组籽粒谷蛋白含量高于Ⅱ组,醇溶蛋白含量与谷蛋白含量的比值(醇/谷比值)低于Ⅱ组.花后20~36d,籽粒醇溶蛋白含量为Ⅱ组>Ⅰ组>Ⅲ组;花后20d,谷蛋白含量为Ⅰ组显著高于Ⅱ组和Ⅲ组,醇/谷比值为Ⅱ组显著高于Ⅰ组和Ⅲ组;花后28 d和36d,谷蛋白含量为Ⅰ组>Ⅱ组>Ⅲ组,醇/谷比值为Ⅱ组>Ⅲ组>Ⅰ组,表明灌浆中后期谷蛋白和醇溶蛋白积累速率的不一致性,导致不同品种醇/谷比值的差异.花后12 d,Ⅰ组的高分子量谷蛋白亚基含量显著高于Ⅱ组和Ⅲ组;花后20 d至成熟期,为Ⅰ组>Ⅱ组>Ⅲ组.不同组间低分子量谷蛋白亚基含量积累动态的差异与谷蛋白一致.花后12 d和20 d,旗叶谷氨酰胺合成酶活性与籽粒谷蛋白含量、高分子量谷蛋白亚基与低分子量谷蛋白亚基含量的比值(HMW/LMW)呈极显著或显著正相关,而花后20d,其活性与醇/谷比值呈显著负相关;花后20d和28 d,内肽酶活性与谷蛋白含量、HMW/LMW呈极显著正相关,与醇溶蛋白含量呈显著正相关,说明在籽粒灌浆前中期旗叶谷氨酰胺合成酶活性高,中后期内肽酶活性高,则籽粒谷蛋白、醇溶蛋白含量及HMW/LMW高,醇/谷比值低,利于形成一等强筋小麦的蛋白质品质.%Stored protein content and its components are determinative factors of wheat processing quality. The activities of en-zymes involved in nitrogen metabolism impact the accumulations of protein components. However, the effect of enzyme activities on stored protein content in grainis not clearly understood. In this study, we used six wheat cultivars grouped into type-Ⅰ (GC8901 and 9411, first-class strong gluten), type-Ⅱ (Jinan 17 and Yannong 19, second-class strong gluten), and type-in (Taishan 23, and Lumai 21, medium gluten) to observe the dynamic accumulations of stored protein components in grains and the activities of re-lated enzymes in leaves during grain filling. The contents of total protein and stored protein were not significantly different be-tween type-I and type-Ⅱ, but type-Ⅰ had higher glutenin content and lower ratio of Gli-to-Glu than type-Ⅱ. Gliadin contents were presented with the order of type-Ⅱ > type-Ⅰ > type-Ⅲ from 20 d after an thesis (DAA) to 36 DAA. Type-Ⅱ had the highest ratio of Gli-to-Glu from 20 to 36 DAA, and type-Ⅲ ranked the second and without significant difference with type-Ⅰ at 20 DAA. Glutenin contents were presented with the order of type-Ⅰ > type-Ⅱ > type-Ⅲ from 28 to 36 DAA. The accumulation rates of glutenin and gliadin contents at the medium-late filling stage were different among cultivars, which resulted in the difference of raito of Gli-to-Glu. The HMW-GS content was higher in type-Ⅰ than in type-Ⅱ and type-Ⅲ at 12 DAA, whereas showed the order of type-Ⅱ > type-Ⅲ > type-Ⅰ from 20 DAA to maturity. The glutamine synthetase activity in flag leaf had positive correlations with glutenin content (P < 0.01) and ratio of HMW/LMW (P < 0.05) at 12 DAA and 20 DAA, but a negative correlation with the ratio of Gli-to-Glu at 20 DAA (P < 0.05). The endopeptidase activity in flag leaf had positive correlations with glutenin content (P < 0.01), ratio of HMW/LMW (P < 0.01), and gliadin content (P < 0.05) at 20 DAA and 28 DAA. High GSactivity at the early-medium filling stage and high EP activity at the medium-late filling stage resulted in high contents of glutenin and gliadin, high ratio of HMW/LMW, and low ratio of Gli-to-Glu, which is favorable for high processing quality of the first-class strong-gluten wheat.【期刊名称】《作物学报》【年(卷),期】2011(037)011【总页数】9页(P2030-2038)【关键词】小麦;品质类型;蛋白质组分;变化动态;酶活性【作者】石玉;谷淑波;于振文;许振柱【作者单位】山东农业大学农业部作物生理生态与栽培重点开放实验室,山东泰安271018;山东农业大学农业部作物生理生态与栽培重点开放实验室,山东泰安271018;山东农业大学农业部作物生理生态与栽培重点开放实验室,山东泰安271018;中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室,北京100093【正文语种】中文小麦籽粒蛋白质组分中, 醇溶蛋白和谷蛋白构成贮藏蛋白, 二者共同决定面团的黏弹性, 对小麦的加工品质具有重要作用[1-3], 籽粒中具有较高的贮藏蛋白含量和HMW/LMW 及较低的醇/谷比值, 有利于提高强筋小麦的加工品质[4]。
实验二 小麦种子储藏蛋白
实验二小麦种子储藏蛋白---HMW-GS的分离(SDS-PAGE)一、实验目的利用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)研究小麦种子储藏蛋白高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)组成结构。
此外SDS-PAGE也是测定蛋白质亚基分子质量的常用方法。
通过本实验,掌握SDS-PAGE的基本原理、技术及应用。
二、实验原理用十二烷基硫酸钠(SDS)和还原剂(巯基乙醇或二硫苏糖醇)热处理蛋白质样品,蛋白质分子中的二硫键被还原,解离的亚基与SDS发生定量结合后使得蛋白质亚基带上大量负电荷,从而掩盖了蛋白质各种亚基间原有的电荷差异。
亚基的构象均呈长椭圆棒状,各种蛋白质亚基-SDS复合物表现出相等的电荷密度,在电场中的迁移速度仅与亚基分子质量有关。
因此,SDS-PAGE可以用来分离蛋白质亚基并测定其蛋白质亚基的分子质量。
三、实验器材和试剂1、仪器(1)电泳仪(2)垂直板电泳槽(3)台式高速离心机(4)脱色摇床(5)加样枪(6)烧杯50ml 2个(7)移液管2、试剂和材料(1)70%乙醇(2)50%正丙醇(含2%β-巯基乙醇)250ml:正丙醇125ml,β-巯基乙醇5ml,加水定容至250ml。
(3)样品提取缓冲液(母液):4克SDS,11.5mlH2O,20ml甘油,25mlpH6.8,0.5molTris-HCl,25mg溴酚蓝。
(4)样品提取液:27.2ml母液+4.8mlβ-巯基乙醇+64mlH2O。
或母液:水:β-巯基乙醇,1:1:0.02。
(5)30%丙烯酰胺+甲叉双丙烯酰胺:丙烯酰胺(Acr)150g,甲叉双丙烯酰胺(Bis)4g定容至500ml。
(6)分离胶缓冲液(Tris-HCl)pH8.8: 18.17gTris,用HCl调pH至8.8定容至1000ml。
(7)浓缩胶缓冲液(Tris-HCl)pH6.8: 15.1gTris用HCl调pH至6.8定容至250ml。
(8)10%SDS(W/V)(9)10%(W/V)过硫酸胺(10)TEMED(四甲基乙二胺),4゜C棕色瓶储藏。
种子贮藏蛋白基因与种子质量研究
种子贮藏蛋白基因与种子质量研究近年来,人们对于种子质量的研究越来越关注。
随着现代农业的发展,在生产中广泛使用的杂交种造成的弊端逐渐显现,很多人开始重新审视传统种子的优劣。
而种子质量一直是影响农作物生长发育、产量和品质等方面的一个重要因素。
在种子质量中,种子的贮藏蛋白基因具有着重要的作用。
一、种子贮藏蛋白种子贮藏蛋白是种子内重要的贮藏蛋白,主要在种子的发育过程中储存,并在萌发时通过水解分解为氮,供给幼苗生长所需。
种子贮藏蛋白类别多样,根据其组成和结构可分为球蛋白、谷蛋白、籽酸蛋白等不同类别。
在水稻种子中,主要是谷蛋白占主导地位。
二、种子贮藏蛋白基因家族每个生物都拥有自己的基因组,种子贮藏蛋白基因家族是控制种子内贮藏蛋白形成的基因家族。
这个家族的基因数目通常较大,如水稻中拥有16个谷蛋白基因,其中11个基因具有高表达量。
科学家通过对种子贮藏蛋白基因家族的研究,已经发现了很多重要信息。
例如,基因家族中包含着控制不同种子贮藏蛋白合成的基因,这些基因的不同组合可以导致不同种类的种子贮藏蛋白合成。
此外,这些基因家族中的一些基因还影响种子萌发后生长发育的过程。
三、种子质量的影响因素种子质量并不是由单一因素决定的。
从孵化前的生长环境到销售前的储存方式,都会对种子的终极质量产生影响。
除了外部因素,内部基因也是影响种子质量的一个重要因素。
科学家的研究表明,种子贮藏蛋白基因家族对于种子的质量产生了显著的影响。
例如,在玉米中,基因家族中的Zm13和Zm22基因对饱满度和含油率有显著的影响。
在水稻中,GluA-1和GluA-1b基因控制了种子中谷蛋白含量和絮凝能力,从而影响种子大小、储存保质期和体积等特性。
四、未来研究方向种子贮藏蛋白基因家族研究的目的是为了进一步了解该基因对于种子质量的影响,并为生产提供更好的种子品种。
未来可进行如下研究:1、增加基因家族鉴定的深度和广度,探索新的种子贮藏蛋白基因;2、利用遗传学的手段,研究种子贮藏蛋白基因对种子质量的遗传规律;3、利用现代生物技术手段,选择合适的基因进行定向编辑,开发新的优良品种;4、探索种子贮藏蛋白与其他生长发育因子之间的关系,深入了解种子的细胞过程。
种子贮藏蛋白与种子质量的关系研究
种子贮藏蛋白与种子质量的关系研究种子贮藏蛋白与种子质量的关系研究种子贮藏蛋白是植物种子中最重要的储存物质之一,其在种子萌发和幼苗生长发育过程中发挥着重要的作用。
因此,研究种子贮藏蛋白与种子质量的关系,对于提高种子品质、促进农作物生产具有重要意义。
种子贮藏蛋白是由植物种子内部合成并储存的一类蛋白质,其主要作用是为幼苗提供营养物质和能量。
种子贮藏蛋白的含量和组成对于种子的萌发率、发芽势和幼苗生长发育具有重要影响。
因此,研究种子贮藏蛋白与种子质量的关系,对于提高种子品质、促进农作物生产具有重要意义。
首先,种子贮藏蛋白与种子萌发率和发芽势密切相关。
研究表明,种子中含有足够数量和优质的贮藏蛋白可以促进种子的萌发和发芽。
这是因为种子萌发和发芽需要大量的能量和营养物质来支持幼苗的生长发育,而种子贮藏蛋白正是为幼苗提供这些必需物质的主要来源之一。
因此,含量丰富、结构完整的种子贮藏蛋白可以提高种子的萌发率和发芽势。
其次,种子贮藏蛋白还对幼苗生长发育具有重要影响。
研究表明,种子中含有足够数量和优质的贮藏蛋白可以促进幼苗的生长发育,提高幼苗的生物量和光合作用效率。
这是因为种子贮藏蛋白不仅为幼苗提供了必需的营养物质和能量,还可以调节幼苗内部的代谢和生理过程,从而促进幼苗的生长发育。
最后,种子贮藏蛋白与抗逆性密切相关。
研究表明,含量丰富、结构完整的种子贮藏蛋白可以提高植物对于环境逆境的抵抗能力。
这是因为种子贮藏蛋白可以调节植物内部的代谢和生理过程,从而增强植物对于逆境环境的适应性。
因此,在育种和选优过程中,可以通过筛选含有高含量、优质的种子贮藏蛋白的材料来提高植物对于环境逆境的抵抗能力。
总之,种子贮藏蛋白是影响种子品质和幼苗生长发育的重要因素之一。
研究表明,含量丰富、结构完整的种子贮藏蛋白可以提高种子的萌发率、发芽势和幼苗生长发育,并增强植物对于环境逆境的适应性。
因此,在育种和选优过程中,应该注重筛选含有高含量、优质的种子贮藏蛋白的材料,以提高农作物品质和产量。
强筋小麦贮藏蛋白的积累动态、种类及相对含量分析
㊀山东农业科学㊀2023ꎬ55(4):50~55ShandongAgriculturalSciences㊀DOI:10.14083/j.issn.1001-4942.2023.04.006收稿日期:2022-08-19基金项目:国家自然科学基金项目(32001544)ꎻ山东省自然科学基金项目(ZR2020MC098)ꎻ小麦玉米国家工程实验室开放课题(2018LYZWS05)作者简介:房春豪(1997 )ꎬ男ꎬ硕士ꎬ主要从事小麦新品种培育ꎮE-mail:fangchunhao0213@163.com通信作者:刘爱峰(1969 )ꎬ女ꎬ博士ꎬ研究员ꎬ主要从事小麦新品种培育㊁优质强筋小麦和特色小麦的食品品质改良和高端食品研发ꎮE-mail:501365957@qq.com强筋小麦贮藏蛋白的积累动态、种类及相对含量分析房春豪ꎬ韩冉ꎬ毛凤鑫ꎬ汪晓璐ꎬ徐文竞ꎬ王开ꎬ祁广ꎬ曹新有ꎬ李豪圣ꎬ刘爱峰ꎬ刘成(山东省农业科学院作物研究所/农业部黄淮北部小麦生物学与遗传育种重点实验室/小麦玉米国家工程实验室/山东省小麦技术创新中心ꎬ山东济南㊀250100)㊀㊀摘要:小麦贮藏蛋白是面粉品质的主要评价指标ꎮ本研究以不同高分子量麦谷蛋白亚基组合的强筋小麦(济麦44和济麦229)和中筋小麦(济麦22)为试材ꎬ分析强筋小麦和中筋小麦及4+12和5+10高分子量麦谷蛋白亚基组合的籽粒醇溶蛋白㊁麦谷蛋白及谷蛋白大聚合体(GMP)在小麦灌浆期的积累动态和成熟籽粒中的贮藏蛋白种类㊁相对含量ꎮ结果表明ꎬ强筋小麦和中筋小麦的麦谷蛋白和醇溶蛋白在整个小麦灌浆期的积累趋势相同ꎬ均持续上升ꎬ但GMP积累却存在较大差异ꎬ强筋小麦的GMP含量持续增加而中筋小麦呈 下降-上升-下降-上升 的趋势ꎮ从高分子量麦谷蛋白亚基组成类型上看ꎬ5+10亚基组合的醇溶蛋白㊁麦谷蛋白及GMP在灌浆中后期的含量均高于4+12亚基组合类型ꎮ通过TMT(tandemmasstags)蛋白质组学分析发现ꎬ3个小麦品种的成熟籽粒共检测到53个贮藏蛋白ꎬ共分为三类ꎬ包括27个醇溶蛋白㊁16个Avenin-like蛋白和10个麦谷蛋白ꎮ济麦44较济麦22相对含量高的原因是大多数贮藏蛋白的表达量高ꎬ而济麦229相对含量高的原因是部分贮藏蛋白超高量表达ꎮ本研究结果可为我国小麦品质改良和优质小麦生产提供技术参考ꎮ关键词:强筋小麦ꎻ中筋小麦ꎻ麦谷蛋白ꎻ醇溶蛋白ꎻ谷蛋白大聚合体(GMP)中图分类号:S512.1㊀㊀文献标识号:A㊀㊀文章编号:1001-4942(2023)04-0050-06AccumulationDynamicsꎬSpeciesandRelativeContentAnalysisofStorageProteininHigh ̄GlutenWheatFangChunhaoꎬHanRanꎬMaoFengxinꎬWangXiaoluꎬXuWenjingꎬWangKaiꎬQiGuangꎬCaoXinyouꎬLiHaoshengꎬLiuAifengꎬLiuCheng(CropResearchInstituteꎬShandongAcademyofAgriculturalSciences/KeyLaboratoryofWheatBiologyandGeneticBreedinginNorthernHuang ̄HuaiRegionꎬMinistryofAgriculture/NationalEngineeringLaboratoryforWheatandMaize/ShandongWheatTechnologyInnovationCenterꎬJinan250100ꎬChina)Abstract㊀Wheatstorageproteinisthemainevaluationindexofflourquality.Inthisstudyꎬtheaccumu ̄lationdynamicsofgliadinꎬgluteninandgluteninmacropolymer(GMP)ꎬandspecisandrelativecontentsofstorageproteinsinmatureseedswereanalyzedbyusingstrongglutenandmediumglutenwheatvarietiesasmaterials.Jimai44andJimai229arestrongglutenvarietieswithHMW ̄GSof5+10ꎬwhileJimai22isamedi ̄umglutenvarietywithHMW ̄GSof4+12.Theresultsshowedthattheaccumulationtrendofgluteninandglia ̄dininstrongglutenandmediumglutenwheatvarietieswerethesameandcontinuedtoincreaseduringthewholegrainfillingstageꎬbutthereweregreatdifferencesinGMPaccumulation.TheGMPcontentcontinuedtoincreaseinstrongglutenwheatvarietiesbutshowedatrendof down ̄up ̄down ̄up inmediumglutenvariety.IntermsofcompositiontypesofHMW ̄GSꎬthecontentsofgliadinꎬgluteninandGMPinthevarietieswithHMW ̄GSof5+10werehigherthanthoseinthevarietywith4+12atmiddleandlategrainfillingstages.ByTMTproteomicanalysisꎬatotalof53storageproteinsweredetectedinthematureseedsofthethreewheatva ̄rietiesꎬandweredividedintothreecategoriesꎬincluding27gliadinsꎬ16Avenin ̄likeproteinsand10glu ̄tenins.ThehigherstorageproteinrelativecontentofJimai44wasduetothehigherexpressionofmoststorageproteinsꎬwhilethatofJimai229wasduetotheultra ̄highexpressionofsomestorageproteins.Theresultsofthisstudywouldprovidetechnicalreferencesforwheatqualityimprovementandgood ̄qualityproductioninChina.Keywords㊀StrongglutenwheatꎻMediumglutenwheatꎻGluteninꎬGliadinꎻGluteninmacropolymer(GMP)㊀㊀小麦籽粒主要由淀粉㊁脂类和蛋白质等物质组成[1]ꎮ根据蛋白质组分在不同溶剂中的溶解性ꎬ将小麦籽粒蛋白分为溶于水的清蛋白㊁溶于稀盐的球蛋白㊁溶于70%乙醇的醇溶蛋白和溶于稀酸或稀碱的麦谷蛋白[2]ꎮ麦谷蛋白是一种非均质的大分子聚合体ꎬ是由多个亚基通过分子间二硫键相互交联形成的多聚体[3ꎬ4]ꎬ按其在SDS-PAGE中的迁移率ꎬ又分为高分子量麦谷蛋白(HMW-GS)和低分子量麦谷蛋白(LMW-GS)ꎮ谷蛋白聚合体主要由HMW-GS和LMW-GS通过链间二硫键链接而成ꎬ其在非解离状态下ꎬ由一系列分子量大小不同的聚合体组成ꎮ谷蛋白聚合体中ꎬ不溶于SDS的谷蛋白聚合体分子量较大ꎬ称之为谷蛋白大聚合体(GMP)ꎬ其含量反映了谷蛋白聚合体的粒度分布[5-7]ꎮ研究发现谷蛋白大聚合体含量越高ꎬ面筋的强度和弹性越大[8ꎬ9]ꎮ小麦面粉生产及产品加工质量的高低与籽粒蛋白质含量及其数量密切相关ꎮ其中ꎬ醇溶蛋白和麦谷蛋白的组成㊁含量和比例影响着小麦面筋的品质ꎮ麦谷蛋白决定面筋的弹性ꎬ醇溶蛋白决定面筋的黏性和延展性ꎮ麦谷蛋白和醇溶蛋白共同形成面筋并以一定的比例结合时ꎬ才共同赋予面团特有的性质ꎮ不同小麦品种麦谷蛋白和醇溶蛋白的含量和比例不同ꎬ从而导致面团弹性和延展性的差异[10ꎬ11]ꎮ近几年发现一种半胱氨酸残基含量高冗余的新型小麦籽粒蛋白Avenin-like蛋白ꎬ该类蛋白以其富含半胱氨酸(cys)残基之特性被广泛关注ꎮ由于半胱氨酸(cys)是形成蛋白质二硫键的基础ꎬ其位置及数量影响二硫键的形成[12]ꎮ因此ꎬ对Avenin-like蛋白的深入研究将对分子水平小麦品质改良具有重要意义ꎮ济麦229㊁济麦44和济麦22为山东省农业科学院作物研究所育成的小麦品种ꎬ其中济麦229和济麦44为优质强筋小麦ꎬ其高分子量麦谷蛋白亚基组合均为(1ꎬ7+8ꎬ5+10)ꎬ在首届黄淮麦区优质小麦鉴评会上均被评为超强筋小麦品种(全国仅4个)ꎮ济麦22为高产㊁广适㊁中筋小麦品种ꎬ其高分子量麦谷蛋白亚基组合为(7+8ꎬ4+12)ꎮ本研究以这3个小麦品种为试材ꎬ分析其籽粒发育期谷蛋白㊁醇溶蛋白及谷蛋白聚合体的形成规律ꎬ确定影响小麦面筋品质性状形成的关键时期ꎬ了解品质性状形成的分子机制ꎬ并通过TMT蛋白组学分析3个小麦品种成熟籽粒贮藏蛋白的量及优质强筋小麦中贮藏蛋白的差异ꎬ为我国小麦品质改良和优质小麦生产提供技术参考ꎮ1㊀材料与方法1.1㊀试验材料供试优质强筋小麦品种济麦229㊁济麦44以及高产㊁中筋小麦品种济麦22ꎬ由山东省农业科学院作物研究所小麦遗传育种团队育成并提供ꎬ于2018 2019年种植在山东省农业科学院作物研究所小麦育种试验基地(济南)ꎮ于小麦开花期挂牌标记开花一致的单穗200个ꎬ花后每5天取标记穗20个ꎬ取籽粒晾晒ꎬ保存备用ꎮ籽粒磨制采用FOSS旋风式磨ꎮ15㊀第4期㊀㊀㊀㊀㊀房春豪ꎬ等:强筋小麦贮藏蛋白的积累动态㊁种类及相对含量分析1.2㊀测定指标及方法1.2.1㊀蛋白含量测定㊀利用丹麦福斯1241公司生产的近红外谷物分析仪测定ꎮ1.2.2㊀籽粒GMP含量测定㊀称取250mg面粉置于50mL离心管中ꎬ加入0.5%(W/V)SDS-0.05mol/L磷酸盐缓冲液(pH6.9)23mLꎬ涡旋振荡20sꎬ至完全分散ꎬ再用恒温混匀仪30ħ下以1000r/min搅拌5minꎬ恒重后以11600ˑg离心力㊁30ħ离心30minꎬ弃上清液ꎬ所剩沉淀于115ħ烘至绝干后称重ꎮ烘干后的沉淀用MM400冷冻研磨仪研磨ꎬ采用杜马斯定氮仪测定籽粒GMP含量ꎮ1.2.3㊀醇溶蛋白和麦谷蛋白的提取及含量测定㊀醇溶蛋白和麦谷蛋白的提取参考杨学举[13]的方法ꎮ取0.1g面粉样品置入离心管中ꎬ加70%乙醇10mLꎬ充分搅拌后振荡20minꎬ4000r/min离心5minꎬ取上清ꎬ同样方法共连续提取3次后合并上清液转入50mL容量瓶中定容ꎬ待测醇溶蛋白ꎮ麦谷蛋白用0.5%KOH提取ꎬ方法过程与提取醇溶蛋白相同ꎮ采用考马斯亮蓝法测定蛋白质含量ꎮ1.2.4㊀成熟籽粒不同类型贮藏蛋白量的测定㊀3个品种成熟籽粒贮藏蛋白量的测定采用TMT蛋白测定技术ꎬ由杭州景杰生物科技股份有限公司完成ꎮ1.3㊀数据处理与分析采用MicrosoftExcel2010处理数据和作图ꎮ2㊀结果与分析2.1㊀强筋小麦籽粒醇溶蛋白的积累动态对3个小麦品种醇溶蛋白的含量进行分析(图1)发现ꎬ籽粒发育过程中其醇溶蛋白的积累动态均呈持续上升的变化趋势ꎮ花后5~15天ꎬ随灌浆时间推进ꎬ籽粒醇溶蛋白含量增速较快ꎬ花后15~25天增速稍平缓ꎬ花后25~35天增速又加快ꎮ总体来看ꎬ整个籽粒灌浆期ꎬ强筋小麦济麦44和济麦229的醇溶蛋白含量均高于中筋小麦济麦22ꎮ从高分子量麦谷蛋白亚基类型上看ꎬ整个籽粒灌浆期ꎬ5+10亚基组合的醇溶蛋白含量均高于4+12亚基组合ꎮ2.2㊀强筋小麦籽粒麦谷蛋白的积累动态对3个小麦品种麦谷蛋白的含量进行分析(图2)发现ꎬ籽粒发育过程中麦谷蛋白的积累动态呈上升趋势ꎬ花后5~10天ꎬ济麦44的麦谷蛋白含量增速较快ꎬ花后10~35天增速稍下降ꎬ但麦谷蛋白含量持续增长ꎮ花后5~20天ꎬ济麦229的麦谷蛋白含量增速较20~35天的增速低ꎮ总体来看ꎬ整个籽粒发育时期ꎬ强筋小麦济麦44和济麦229的麦谷蛋白含量始终高于中筋小麦济麦22ꎮ从高分子量麦谷蛋白亚基组成类型看ꎬ5+10亚基组合的麦谷蛋白含量在整个籽粒灌浆期均高于4+12亚基组合ꎮ图1㊀不同小麦品种籽粒发育过程中㊀醇溶蛋白含量变动动态图2㊀不同小麦品种籽粒发育过程中㊀麦谷蛋白含量变化动态2.3㊀强筋小麦籽粒GMP的积累动态对3个小麦品种GMP含量进行分析(图3)发现ꎬ籽粒发育过程中强筋小麦的籽粒GMP含量呈持续上升趋势ꎬ中筋小麦呈 下降-上升-下降-上升 趋势ꎮ具体看ꎬ花后5~15天济麦44籽粒GMP含量增速较快ꎬ花后15~25天增速缓慢ꎬ花后25~35天增速上升ꎮ济麦229籽粒GMP含量的增加趋势与济麦44相似ꎬ但其第二次高速增加期出现在花后30~35天ꎮ与强筋小麦不同的是ꎬ济麦22在小麦籽粒发育过程中ꎬGMP含量出现两次持续下降期ꎬ分别为花后5~15天和花后25~30天ꎬ两次持续上升期在花后15~25天和花后30~35天ꎮ总体来看ꎬ在整个籽粒发育期间ꎬ强筋小麦济25㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀山东农业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第55卷㊀麦44㊁济麦229的GMP含量持续增加且高于济麦22ꎮ从高分子量麦谷蛋白亚基类型上看ꎬ5+10亚基组合的GMP含量在整个籽粒灌浆期持续增加ꎬ且灌浆中后期的含量均高于4+12亚基组合ꎮ图3㊀不同小麦品种籽粒发育过程中谷蛋白大聚合体含量变化动态2.4㊀强筋小麦成熟籽粒中的贮藏蛋白种类及相对含量分析由结果(表1)可以看出ꎬ3个小麦品种共检测到53个贮藏蛋白ꎬ分为三类ꎬ包括醇溶蛋白27个㊁Avenin-like蛋白16个和麦谷蛋白10个ꎮ3个小麦品种的贮藏蛋白相对含量不尽相同ꎮ53个贮藏蛋白中有18个在济麦229中的相对含量高于济麦22ꎬ其中醇溶蛋白P18573和P04726在济麦229中的相对含量是济麦22的3.58倍和4.21倍ꎬAvenin-like蛋白A0A341Y3H0和A7XUQ5在济麦229中的相对含量是济麦22的9.21倍和3.18倍ꎬ麦谷蛋白P10387在济麦229中的相对含量是济麦22的3.87倍ꎮ53个贮藏蛋白中有33个在济麦44中的相对含量高于济麦22ꎬ其中Avenin-like蛋白A7XUQ5在济麦44中的相对含量是济麦22的3.79倍ꎬ麦谷蛋白P10387在济麦44中的相对含量是济麦22的4.07倍ꎮ㊀㊀表1㊀3个小麦品种成熟籽粒中的贮藏蛋白相对含量蛋白分类蛋白登录号蛋白描述蛋白分子量(kDa)济麦229济麦44济麦22济麦229/济麦22济麦44/济麦22醇溶蛋白P18573Alpha/beta-gliadin35.3961.540.450.433.581.04P04726Alpha/beta-gliadin33.9411.480.410.354.211.17A0A0E3Z7G8Alpha-gliadin32.6660.322.341.630.191.43P08453Gamma-gliadin37.1221.421.071.051.351.01A0A341WTI5Aalpha/beta-gliadin32.2840.931.290.940.981.36A0A341NQ72Gamma-gliadin28.2791.180.181.290.910.14I0IT52Alpha/beta-gliadin36.5320.053.312.100.031.58A0A1K0JNG6Alpha-gliadin35.4700.960.981.180.810.83A0A341PAX1Gamma-gliadin34.0751.021.011.100.930.93X2KVH9Alpha-gliadin32.5510.451.551.160.391.33P21292Gamma-gliadin34.3000.931.570.990.941.59A0A341NWJ2Gamma-gliadin39.0651.240.831.241.000.67Q94G92Gamma-gliadin33.8920.871.191.120.781.07A0A0E3Z6M6Alpha-gliadin32.0410.262.321.440.181.61A0A1K0K0R0Alpha-gliadin33.2491.041.201.001.041.20A1EHE7Gammagliadin33.5891.011.090.991.021.10M9TGF7Gammagliadin37.1580.380.410.371.041.12A0A341NHD8Gamma-gliadin17.5581.091.131.011.081.12A0A1D5S346Gamma-gliadin18.9571.300.850.791.651.09A0A0K2QJX7Alpha/beta-gliadin35.5240.342.161.140.301.90I0IT62Alpha/beta-gliadin38.3960.801.241.060.761.17P04730Gamma-gliadin27.3371.031.181.160.891.02P04728Alpha/beta-gliadin21.5180.951.300.990.961.32P06659Gamma-gliadin32.9661.021.260.941.081.33A0A341NUN0Gamma-gliadin33.0750.910.911.030.880.88J7HT09Alpha-gliadin32.8670.741.201.410.520.85P04727Alpha/beta-gliadin36.1170.851.101.020.831.0835㊀第4期㊀㊀㊀㊀㊀房春豪ꎬ等:强筋小麦贮藏蛋白的积累动态㊁种类及相对含量分析㊀㊀表1(续)蛋白分类蛋白登录号蛋白描述蛋白分子量(kDa)济麦229济麦44济麦22济麦229/济麦22济麦44/济麦22Avenin-like蛋白D2KFH1Avenin-likea418.9160.961.021.030.930.99A0A341TUP3Avenin-likeb631.7910.681.140.970.701.18D6QZM5Avenin-likeb832.3500.601.051.170.510.90A0A1D6DC72Avenin-3-like22.5491.060.991.340.790.74A0A341YR61Avenin-likeb635.0460.881.321.200.731.10A0A341XLT1Avenin-likea118.9170.510.881.690.310.52A0A341Y3H0Avenin-likeb631.6282.410.310.269.211.20A0A1D6C0D3Avenin-likeb117.7430.671.481.090.621.36Q2A783Avenin-likeb132.7260.560.611.270.440.48P0CZ08Avenin-likea319.2510.790.941.310.600.71A0A1D5X2J6Avenin-likeb118.1890.921.491.170.791.28A0A341YPG9Avenin-likea518.8780.800.761.320.600.57A0A1D6CWE1Avenin-likea121.8920.750.851.370.550.62A7XUQ5Avenin-likeb532.7581.581.890.503.183.79A0A341NF12Avenin-3-like22.2150.981.131.150.850.98A0A341TS20Avenin-likea118.6351.340.000.00麦谷蛋白P02861Gluteninꎬhighmolecularweightsubunit10.8961.171.320.831.421.59P08489Gluteninꎬhighmolecularweightsubunit89.1720.480.891.570.300.56A0A341P600Gluteninꎬlowmolecularweightsubunit34.0911.700.591.501.130.40P10386Gluteninꎬlowmolecularweightsubunit34.9281.091.261.071.021.18P10387Gluteninꎬhighmolecularweightsubunit69.6281.221.280.313.874.07B2Y2Q1Lowmolecularweightgluteninsubunit41.1381.940.292.380.810.12A0A1D5SVW4Gluteninꎬhighmolecularweightsubunit43.0020.210.291.970.110.15P16315Gluteninꎬlowmolecularweightsubunit33.3791.051.11.011.051.09P10388Gluteninꎬhighmolecularweightsubunit90.2921.161.131.011.151.12A0A341NFI4Lowmoleculayweightgluteninsubunit39.4581.071.281.021.061.263㊀讨论与结论小麦食品品质受籽粒蛋白与面筋蛋白含量的显著影响ꎮ籽粒贮藏蛋白在灌浆过程中逐渐积累ꎬ其积累动态表现出一定的规律性ꎮ本研究显示ꎬ籽粒醇溶蛋白含量和麦谷蛋白含量在籽粒灌浆期持续上升ꎬ这与前人研究结果相同[14ꎬ15]ꎮ张容[16]研究指出ꎬ5+10与2+12亚基组合的品质差异来源从蛋白质组分形成上看ꎬ主要是醇溶蛋白和麦谷蛋白后期的快速积累不同ꎮ本研究发现ꎬ济麦44和济麦229(5+10)的醇溶蛋白和麦谷蛋白均在花后20天之后较济麦22(4+12)快ꎮ这与张容[16]的研究结果相似ꎮ谷蛋白大聚合体(GMP)是麦谷蛋白的重要组成部分ꎬ是衡量小麦加工品质的指标之一ꎮ邓志英等[17ꎬ18]发现ꎬ不同筋型小麦的GMP积累动态存在显著差异ꎬ强筋小麦花后10天便处于较高水平ꎬ成熟时GMP含量高于其它筋型小麦ꎮ本研究发现ꎬ籽粒灌浆过程中ꎬ强筋小麦GMP含量整体呈上升趋势ꎬ花后5~25天累积较慢ꎬ之后快速增多ꎬ花后35天含量达到最高ꎻ而济麦22籽粒GMP积累呈现 下降-上升-下降-上升 的趋势ꎬ即花后5~15天含量逐渐降低ꎬ之后逐渐增加ꎬ花后25天又降低ꎬ花后30天始又增加ꎮ总体而言ꎬ籽粒灌浆期济麦22的GMP含量低于2个强筋小麦品种ꎮ这与前人[17ꎬ18]的研究结果相同ꎬ说明籽粒灌浆中后期是强筋小麦与济麦22小麦GMP含量产生差异的关键时期ꎮ邓志英等[17]指出ꎬ不同亚基对GMP的积累有不同影响ꎬ含5+10亚基对的品种成熟期GMP含量增幅比前期有很大提高ꎮ张容[16]指出ꎬ5+10亚基组合的小麦品种籽粒灌浆前期GMP占籽粒蛋白质的比例较低ꎬ20天后一直维持在较高水平至成熟ꎬ说明其GMP主要是在籽粒灌浆中后期形成ꎮ本研究发现ꎬ5+10亚基组合的小麦GMP含量在整个籽粒灌浆期保持增加趋势ꎬ但济麦44在45㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀山东农业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第55卷㊀花后25天开始增速加大ꎬ而济麦229在花后30天增速加大ꎮ说明含有5+10亚基组合的小麦品种之间其GMP积累动态也存在少许差异ꎮ利用TMT技术从3个小麦品种成熟籽粒中共检测到53个贮藏蛋白ꎬ有33个在济麦44中的相对含量高于济麦22ꎬ有18个在济麦229中的相对含量高于济麦22ꎮ分析济麦44比济麦22含量高的贮藏蛋白发现ꎬ其倍数介于1.01~4.07之间ꎬ倍数超过2的有2个ꎮ济麦229比济麦22含量高的贮藏蛋白倍数介于1.02~9.21之间ꎬ有5个倍数超过2ꎬ且A0A341Y3H0的倍数达到9.21倍ꎮ对TMT数据和麦谷蛋白㊁醇溶蛋白㊁GMP在3个小麦成熟籽粒中的含量进行分析发现ꎬ济麦44较济麦22贮藏蛋白含量高的原因是其大多数的贮藏蛋白表达量高ꎬ而济麦229高蛋白含量的原因是部分贮藏蛋白超高量表达ꎮ参㊀考㊀文㊀献:[1]㊀陈新民ꎬ崔淑兰ꎬ孟繁华.关于小麦品质育种的认识[J].农业新技术ꎬ2000ꎬ18(4):6-7.[2]㊀SnyderH.Theproteinsofthewheatkernel[M].AmericanAs ̄sociationfortheAdvancementofScienceꎬ1907. 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小麦贮藏蛋白对加工品质的影响及对环境的反应
Smo 等用 R — P C法对 透明胚乳 和粉质胚 乳中提取的醇溶蛋 白进行分离 , 到 ∞一、 一、 和 一 as n P HL 得 B Q一 醇溶蛋 白 四部分 , 并且发现在透明小麦中 ‘一和 1一醇溶蛋 白较多 , 1 ) 3 一和 一 醇溶蛋 白较 少… 。吴秀菊等采用凝 胶电泳法对 l 8个小麦 品种
1 1 醇溶 蛋 白组分特 性 .
醇溶蛋 白分子量较小 , 大约是 30 0—80 0k a通 常不具黏性 , 能连在一 起形成 大聚合 体 , 定 面团的延展性 J 00 00 D , 不 决 。 根据 电泳谱带 的迁移率不 同, 其组分分为 t一、 将 O . 一、 一和 ^一醇溶 蛋 白四种 J 0 L y 。其中 一和 B一醇溶 蛋 白是含硫量 高 的蛋 白质 , 一醇溶 蛋 白是含硫 量 较低 的蛋 白质 ,) ( 一醇溶 蛋 白不 含硫 J 1 。四种组 分 在不 同基 因 型小麦 中 的含量 不 同。
文 ・献 ・综 ・述
小 麦贮 藏 蛋 白对 加 工 品质 的 影 响及 对 环 境 的反 应
谷淑波 , 于振 文 , 王 东 , 永 丽 张
( 山东农业大学农 业部小麦栽培生理 与遗传改 良重点开放实验室 , 山东 泰安 2 11) 7 0 8
EF ECT HEAT ToRAGE PRoTED oN RoCES D QUALI Y F S oF W S P S G T
Miir f r utr,hn o gA r utrl nvri ,ah 70 8,hn ) ns o i l eS ad n gi l a U iesyT in2 1 1 C i t y Ag c u c u t a
Ke r s Gl d n;gu e i y wo d : i i a l t n n;p o e sn u iy n io r c s i g q a t ;e vr nme t l n
植物种子贮藏蛋白的功能研究及其应用
植物种子贮藏蛋白的功能研究及其应用植物是地球上最为重要的生物,也是我们生活中不能缺少的一部分。
植物的种子是其生命周期中最为重要的一环,而种子中的贮藏蛋白则是种子中最为重要的营养储备。
本文将会着重探讨植物种子贮藏蛋白的功能研究及其应用。
植物种子贮藏蛋白的功能植物种子贮藏蛋白是一种重要的种子储备蛋白,其在种子发育和萌发过程中扮演着至关重要的角色。
在种子的成熟过程中,植物会将大量的N、C、S等元素源泉分配到种子中,用以储存种子可以利用的营养物质。
而植物种子贮藏蛋白则是其中最为集中的部分。
植物种子贮藏蛋白的主要功能之一就是提供种子的营养储备,以便支持种子在萌发后生长和繁衍的能力。
植物种子贮藏蛋白的营养价值与其种属、种类以及种子的用途等多种因素相关。
一般来说,植物种子贮藏蛋白的营养成分主要包含蛋白质、氨基酸、碳水化合物等。
除了提供营养储备外,植物种子贮藏蛋白还具有很多其他的功能。
例如,植物种子贮藏蛋白还可以在萌发时提供能量,协调种子的萌发过程,以及保护种子不受到外界环境的影响。
这些功能在植物的繁衍过程中起着非常重要的作用。
植物种子贮藏蛋白的应用除了在植物的生命周期中扮演着至关重要的角色外,植物种子贮藏蛋白还可以应用于其他领域中。
以下是其中几个常见的应用:1. 食品科技领域植物种子贮藏蛋白中的蛋白质和氨基酸可以作为食品加工原料,用于制作各种营养食品和保健食品。
例如,一些牛奶、浓缩蛋白和营养补充品等产品就可以使用植物种子贮藏蛋白作为原料。
2. 生物医学领域植物种子贮藏蛋白中的蛋白质在生物医学领域中也具有很大的潜力。
例如,植物种子贮藏蛋白中的蛋白质可以用于制作医用高分子材料、生物药物以及一些生物诊断试剂等。
3. 农业领域植物种子贮藏蛋白还可以在农业领域中应用。
例如,一些植物种子贮藏蛋白可以作为农药成分,用于保护作物免受害虫的侵害。
此外,植物种子贮藏蛋白还可以用于改进交配系数和遗传稳定性,以提高作物的产量和品质。
小麦种子储藏蛋白基因的分子鉴定与进化研究的开题报告
小麦种子储藏蛋白基因的分子鉴定与进化研究的开题报告研究背景与意义:小麦是重要的粮食作物之一,其种子储藏蛋白质在植物生长发育和种子营养成分方面起着重要作用。
种子储藏蛋白是种子内储量蛋白,由不同种类的蛋白质组成,包括谷蛋白、球蛋白和亚麻油酸蛋白等。
种子储藏蛋白的分子鉴定和进化研究,对探究小麦种子发育过程、抗逆性等方面的作用机制进行深入解析,对于小麦杂交育种和优化生产方式具有重要的指导意义。
因此,本项目旨在对小麦品种的种子储藏蛋白基因进行分子鉴定和进化研究。
研究内容:1、利用PCR扩增和基因克隆技术克隆小麦种子储藏蛋白基因;2、构建小麦种子储藏蛋白基因的CDS序列克隆文库;3、进行小麦品种间种子储藏蛋白基因的序列比对和进化分析;4、利用基因编辑技术构建种子储藏蛋白突变小麦材料并通过表型分析及其他相关方法进行深入研究。
研究方法:1、使用PCR扩增和克隆技术进行小麦种子储藏蛋白基因的分子克隆;2、利用分子克隆技术构建小麦种子储藏蛋白基因的CDS序列克隆文库;3、利用生物信息学工具进行小麦种子储藏蛋白基因的序列比对和进化分析;4、利用CRISPR/Cas9技术构建小麦种子储藏蛋白基因的突变材料,通过表型和遗传学分析等方法对构建突变体的长势和物种特性等进行深入研究。
研究预期结果:1、成功克隆小麦种子储藏蛋白基因并构建小麦种子储藏蛋白基因的CDS序列克隆文库;2、了解小麦不同品种间种子储藏蛋白的遗传多样性和进化关系;3、构建种子储藏蛋白突变小麦材料,分析种子储藏蛋白突变对小麦长势和物种特性的影响等方面的结果。
研究意义与价值:1、为小麦杂交育种和优化生产方式的指导提供理论支持;2、深入探究小麦种子储藏蛋白对种子发育过程、抗逆性等方面的作用机制,为小麦种子改良和新品种选育提供理论支持;3、提高小麦种子品质。
研究难点:1、小麦基因组复杂性较高,PCR扩增和基因克隆技术需要在优化实验条件下进行;2、小麦种子储藏蛋白家族中的不同基因具有相似的序列,需要进行区分和筛选;3、种子储藏蛋白基因突变体构建等方面的技术难度较大。
实验报告 小麦种子储藏蛋白
实验二小麦种子储藏蛋白─HMW-GS的分离(SDS-PAGE)一、实验目的利用SDS─聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)研究小麦种子储藏蛋白,高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)组成结构。
此外SDS-PAGE也是测量蛋白质亚基分子质量常用的方法。
通过本实验,掌握SDS-PAGE的基本原理、技术以及应用。
二、实验原理用十二烷基硫酸钠(SDS)和还原剂(巯基乙醇或二硫苏糖醇)热处理蛋白质样品,蛋白质中的二硫键被还原,解离的亚基与SDS发生定量结合后使蛋白质亚基带上大量负电荷,从而掩盖了蛋白质各亚基原有的电荷差异。
亚基的构象均呈长椭圆棒状,各各种蛋白质亚基-SDS复合物表现出相等的电荷密度,在电场中迁移速度仅与亚基分子质量有关。
因此,SDS-PAGE可用来分离蛋白质亚基并测定其蛋白质亚基的分子质量。
三、材料与仪器1、仪器电泳仪、垂直板电泳槽、台式高速离心机、脱色摇床、加样枪、50ml烧杯2个、移液管。
2、试剂和材料70%乙醇、50%正乙醇、样品提取缓冲液、样品提取液、30%丙烯酰胺+甲叉双丙烯酰胺、分离胶缓冲液、浓缩胶缓冲液、10%SDS、10%过硫酸铵、TEMED、电极缓冲液、染色液、漂洗液。
四、实验步骤1、样品的提取[1] 分别取4粒小麦种子研碎,加入70%乙醇1000ul,10min后,1200转离心8min,弃乙醇晾干。
[2] 加50%正丙醇(含2%β-巯基乙醇)250ul混匀后,50℃水浴1.5h,中途振荡,1200转离心8min。
[3] 取上清液加满丙酮置于-20℃中3h。
[4] 1200转离心8min,倒掉丙酮晾干,加样品提取液250ul、待溶解完全后,煮沸3分钟,取上清液点样。
2、SDS-PAGE分析[1] 组装电泳槽(略)。
[2] 凝胶制备取两只50ml干净的烧杯,按下表1加样。
在组装好的电泳槽中先制备分离胶,待分离胶聚合后,倒掉乙醇容易,再灌浓缩胶,灌好浓缩胶后迅速插入样品梳静止聚合。
不同储藏条件下小麦蛋白质变化研究_张进忠
不同储藏条件下小麦蛋白质变化研究张进忠1 王金水2 周长智3 张长付4(河南省卫生厅职工卫生学院1,郑州450003;郑州粮食学院粮油储藏系2、基础部3、食品工程系4,郑州450052)摘要 利用凝胶过滤及十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)技术研究了小麦在40℃和自然室温储藏条件下蛋白质的变化。
结果表明,在不同条件下储藏,蛋白质总含量未变,但储藏过程中盐溶、醇溶蛋白提取率降低,麦谷蛋白提取率逐渐增加。
盐溶、醇溶蛋白部分解聚,低分子量麦谷蛋白亚基进一步交联,与小麦面团流变学特性密切相关的高分子麦谷蛋白亚基增加。
关键词 小麦;储藏;蛋白质;提取率中图分类号 TS 210.10 前言小麦储藏过程中的品质变化已有不少报道。
新收获的小麦,其烘焙品质在储藏一段时间得以改善[1,2],另外,小麦储藏一年后,面粉的烘焙强度增加[3],储藏4年后,面粉的烘焙强度达最高值,以后烘焙品质逐渐下降[4]。
我国学者研究发现,新收获入库的小麦,食用品质未达到最佳状态,随着储藏年限的延长,小麦食用品质不但没有劣变,而且有改善的趋势[5]。
但这些研究都集中于品质方面的变化及变化规律,而对于引起这些变化的原因,尤其是从分子水平上探讨这些原因,目前国际上尚缺乏报道。
小麦蛋白质含量及组成是决定面团流变学特性的重要因素,其中面筋中的醇溶蛋白提供面团的延展性,麦谷蛋白和残留蛋白提供面团的延伸阻力[6,7]。
Payne 等[8]研究了大量的小麦样品,利用DSD-PAGE 并结合现代谷化技术,发现高分子麦谷蛋白亚基的组成对小麦的烘焙品质起着主导作用,并制定了亚基品质评分系统。
蛋白质的数量和质量主要是由遗传因子控制[9]。
所以从蛋白质的分子水平上研究小麦储藏品质变化的理论基础具有十分重要的意义。
本研究通过40℃人工高温处理和自然室温条件下储藏小麦,从蛋白质的分子结构入手,研究其变化规律,旨在为小麦储藏品质变化的研究提供参考依据。
种子储存实验报告
种子储存实验报告种子储存实验报告随着人口的不断增长和气候变化的不可预测性,粮食安全问题日益引起人们的关注。
种子储存作为一种重要的农业技术手段,对于保护和保存植物遗传资源具有重要意义。
本篇文章将介绍一项关于种子储存的实验,旨在探究不同储存条件对种子质量的影响。
实验设计:我们选择了两种常见的农作物种子——小麦和玉米作为实验材料。
为了模拟不同的储存条件,我们设置了四组实验组:常温储存组、低温储存组、高温储存组和湿度控制组。
每组实验设置了三个重复样本,以确保实验结果的可靠性。
实验步骤:1. 收集新鲜的小麦和玉米种子,并进行初步筛选,确保种子的质量均匀。
2. 将种子分别放置在密封的容器中,每个容器中放置相同数量的种子。
3. 常温储存组的容器放置在室温下,低温储存组的容器放置在冰箱中,高温储存组的容器放置在恒温箱中,湿度控制组的容器放置在恒温恒湿箱中。
4. 每隔一段时间,我们取出一部分种子进行质量检测。
实验结果:经过一段时间的储存,我们对种子的发芽率、存活率和种子形态进行了测定。
结果显示,不同储存条件对种子质量有着显著的影响。
1. 发芽率:在常温储存组,小麦和玉米的发芽率分别下降了30%和25%。
而在低温储存组,发芽率只下降了10%和5%。
相比之下,在高温储存组,发芽率下降了50%和40%。
湿度控制组的发芽率相对稳定,只有轻微的下降。
2. 存活率:存活率是指种子在储存过程中保持生命力的能力。
在常温储存组,小麦和玉米的存活率分别下降了40%和35%。
而在低温储存组,存活率只下降了15%和10%。
相比之下,在高温储存组,存活率下降了60%和50%。
湿度控制组的存活率相对稳定,只有轻微的下降。
3. 种子形态:种子形态是指种子外观的变化情况。
在常温储存组和高温储存组中,种子的颜色变得暗淡,表面出现斑点和裂纹。
而在低温储存组和湿度控制组中,种子的外观基本没有变化。
讨论与结论:通过本次实验,我们可以得出以下结论:1. 低温储存条件对种子的保护效果最好,可以有效降低种子的发芽率和存活率的下降。
不同播期对春小麦品质性状及其贮藏蛋白合成和积累的影响
不同播期对春小麦品质性状及其贮藏蛋白合成和积累的影响在分期播种条件下,对甘肃河西灌区主栽的10 个小麦品种(系)的品质性状及其贮藏蛋白合成和积累动态变化进行了研究,主要结果如下: 1. 播期对小麦生育期、籽粒发育天数和千粒重均有影响。
从播期间平均数变化看,这三个指标均以4月8日播种的最低,3月23日播种的最高,两个播期间生育期平均相差15d, 籽粒发育天数平均相差12d , 千粒重平均相差3.29g。
3 月23 日与3 月31 日播种相比,这三个指标相对来说差异不明显,说明晚播对小麦生育期、籽粒发育天数、千粒重影响程度较大。
2.播期对小麦蛋白质含量影响很大。
从播期间平均数变化看,籽粒蛋白质含量均以3 月23 日播种的最高,其中,与4 月8 日播种的相比,蛋白质含量增加了1.42 个百分点,但与3 月31 日播种的相比,差别不大,仅为0.45 百分点,说明晚播降低了籽粒蛋白质含量。
进一步分析表明,播期间引起的籽粒蛋白质含量的差异是主要是由于灌浆期遭遇的温度条件不同造成的,籽粒在灌浆期间遇到适宜的高温,有利于小麦蛋白质含量的提高,但当日最高气温超过30℃时,不利于籽粒蛋白质的合成和积累,导致蛋白质含量下降。
3. 晚播使籽粒容重有降低的趋势,从平均数看,3 月23 号播种的小麦容重最高,比晚播小麦(4 月8 号)平均高出16g/l,但与3 月31 号播种的小麦相比,相对来说差异不大,为5g/l。
4. 不同播期条件下,干、湿面筋含量和面筋指数变化也很大,三个指标以3 月23日播种的最高, 比4 月8 日播种平均高3.43、10.42、7.8 个百分点;4 月8 日播种与3 月31 日相比, 干、湿面筋含量和面筋指数分别降低1.37、7.4、7.0 个百分点,说明随播期的延迟,干、湿面筋含量和面筋指数均降低。
从平均数看面筋指数受播期影响的程度小于面筋含量,但品种之间的差异也很大,甘春20 号三个播期间面筋指数的变异小于永良4 号、张春17 号和张春11 号。
印度圆粒小麦农艺性状和种子贮藏蛋白分析的开题报告
印度圆粒小麦农艺性状和种子贮藏蛋白分析的开题报告【摘要】印度圆粒小麦是南亚地区主要的冬季作物之一,具有高产、抗性强等优点,但其农艺性状和种子贮藏蛋白分析研究尚不够充分。
为了深入探讨印度圆粒小麦的种质资源和营养成分,本文计划开展该领域的研究。
【关键词】印度圆粒小麦;农艺性状;种子贮藏蛋白分析【目的】有效地评价印度圆粒小麦的种质资源和营养成分,为其进一步开发利用提供科学依据。
【研究内容】1. 通过对印度圆粒小麦不同栽培区域品种的农艺性状特征分析,包括生长期、生育力、产量、抗逆性等指标的对比研究,探索其适应性和耐受性等方面的特征。
2. 对印度圆粒小麦主要的种子贮藏蛋白进行酸性、中性和碱性条件下的分析和比较,探究其组成和营养价值。
3. 对印度圆粒小麦主要品种和其它相关品种进行形态特征的研究,包括果穗特征、叶片形态等方面的比较分析。
【研究方法】1. 采用田间试验的方法对印度圆粒小麦的不同品种在不同生长条件下的产量、抗逆性等方面进行对比研究,通过对数据的统计和分析求出不同品种的平均值和方差等指标。
2. 通过对印度圆粒小麦主要品种种子贮藏蛋白的提取、SDS-PAGE电泳、Western印迹等技术手段进行蛋白质分析,通过对蛋白质分析结果的比较和分析,探索不同品种的蛋白质组成和营养价值差异。
3. 通过对样品的观察和测量,记录其形态特征,通过对不同品种的比较研究,发现不同品种在形态特征上的差异。
【预期成果】通过本研究,可以更全面、系统地了解印度圆粒小麦的种质资源和营养成分特征,为其进一步开发利用提供科学依据。
同时,通过对农艺性状和种子贮藏蛋白分析研究,可以为印度圆粒小麦品种的筛选和改良提供参考和建议。
人工合成小麦-黑麦双二倍体贮藏蛋白表达和白粉病抗性鉴定研究的开题报告
人工合成小麦-黑麦双二倍体贮藏蛋白表达和白粉病抗性鉴
定研究的开题报告
一、研究背景及意义
小麦是全球最主要的粮食作物之一,但是受到白粉病等病害的影响,产量和质量都受到了影响。
因此,研究如何提高小麦的抗病性,是近年来小麦育种及保护方面的热点研究之一。
贮藏蛋白(storage protein)在小麦的营养品质和工业加工方面具有重要作用,而黑麦双二倍体是小麦的近缘种,具有比小麦更高的抗病能力和更丰富的贮藏蛋白。
因此,通过人工合成小麦-黑麦双二倍体,可将二者优点结合起来,提高小麦的质量和抗病能力。
二、研究内容及方法
本研究将通过人工合成小麦-黑麦双二倍体,构建含有黑麦双二倍体染色体的小麦基因组,并通过转化技术实现黑麦双二倍体贮藏蛋白在小麦中的表达。
同时,将对转化后的小麦进行白粉病的感病性与抗病性鉴定,评估黑麦双二倍体的抗病性是否传递到人工合成的小麦中。
具体步骤:
1. 开展黑麦双二倍体贮藏蛋白相关基因的克隆和序列分析;
2. 制备小麦-黑麦双二倍体杂交种,并获取其染色体组;
3. 基于转化技术,将黑麦双二倍体的贮藏蛋白基因导入小麦中;
4. 对转化后的小麦进行白粉病的感病性与抗病性鉴定,评估人工合成小麦-黑麦双二倍体的抗病性传递效果。
三、研究预期结果及意义
通过人工合成小麦-黑麦双二倍体,实现黑麦双二倍体的贮藏蛋白在小麦中的表达并评估其抗病性传递效果,有望提高小麦的营养品质和抗病能力,对小麦育种和保护具有重要意义,并为其他作物的育种提供参考。
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实验二小麦种子储藏蛋白─HMW-GS的分离
(SDS-PAGE)
一、实验目的
利用SDS─聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)研究小麦种子储藏蛋白,高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)组成结构。
此外SDS-PAGE也是测量蛋白质亚基分子质量常用的方法。
通过本实验,掌握SDS-PAGE的基本原理、技术以及应用。
二、实验原理
用十二烷基硫酸钠(SDS)和还原剂(巯基乙醇或二硫苏糖醇)热处理蛋白质样品,蛋白质中的二硫键被还原,解离的亚基与SDS发生定量结合后使蛋白质亚基带上大量负电荷,从而掩盖了蛋白质各亚基原有的电荷差异。
亚基的构象均呈长椭圆棒状,各各种蛋白质亚基-SDS复合物表现出相等的电荷密度,在电场中迁移速度仅与亚基分子质量有关。
因此,SDS-PAGE可用来分离蛋白质亚基并测定其蛋白质亚基的分子质量。
三、材料与仪器
1、仪器
电泳仪、垂直板电泳槽、台式高速离心机、脱色摇床、加样枪、50ml烧杯2个、移液管。
2、试剂和材料
70%乙醇、50%正乙醇、样品提取缓冲液、样品提取液、30%丙烯酰胺+甲叉双丙烯酰胺、分离胶缓冲液、浓缩胶缓冲液、10%SDS、10%过硫酸铵、TEMED、电极缓冲液、染色液、漂洗液。
四、实验步骤
1、样品的提取
[1] 分别取4粒小麦种子研碎,加入70%乙醇1000ul,10min后,1200转离心8min,弃乙醇晾干。
[2] 加50%正丙醇(含2%β-巯基乙醇)250ul混匀后,50℃水浴1.5h,中途
振荡,1200转离心8min。
[3] 取上清液加满丙酮置于-20℃中3h。
[4] 1200转离心8min,倒掉丙酮晾干,加样品提取液250ul、待溶解完全后,煮沸3分钟,取上清液点样。
2、SDS-PAGE分析
[1] 组装电泳槽(略)。
[2] 凝胶制备
取两只50ml干净的烧杯,按下表1加样。
在组装好的电泳槽中先制备分离胶,待分离胶聚合后,倒掉乙醇容易,再灌浓缩胶,灌好浓缩胶后迅速插入样品梳静止聚合。
表1 凝胶制备试剂配方
聚丙烯酰胺凝胶配方分离胶浓缩胶
30%Acr-Bis(ul) 2.5 0.62
pH8.8Tris-Hcl(ul) 2 ─
pH6.8Tris-Hcl(ul) ─ 1.3
H2O(ul) 2.95 3.0
1%AP(ml) 100 75
[3] 加样及电泳
待凝胶完全聚合后,拔掉电泳梳子。
然后将电泳槽注满电极缓冲液。
取适量上清液加样。
为了比较蛋白质条带的效果,将4个小麦品种的样品,分别按照2.5ul和5ul两种不同剂量加入。
此外,电泳装置上接负极,下接正极,恒流20mA,待溴酚蓝走出分离胶30min后停止电泳,取出玻璃板,剥胶染色。
[4] 染色
剥下的胶用蒸馏水洗涤后加入染色液,盖上盖子,放入微波炉中低温染色3min,每隔一分钟取出振荡。
[5] 脱色
将染色液倒回瓶内,加入漂洗液至背景无色为止,照相保存。
五、结果与分析
本次实验没有加入标准蛋白质,无法计算相对迁移率。
实验结果见下图。
样4 样3 样2 样1
样4 样3 样2 样1
从上图可以看出,样品1储藏蛋白含有3个亚基,样品2、3、4的储藏蛋白有4个亚基。
亚基分子质量在凝胶图片上的排列方向为从上至下依次递减。
至于此储藏蛋白分子亚基分子质量和它的亚基种类等性质,需进一步研究方能解决。
凝胶下部底部有很多蓝色条带,此为其他小分子物质,表明储藏蛋白的提取不干净,含杂质太多;8条带不在同一水平线上,是因为凝胶加样不均匀,以及电泳装置本身问题;此外实验存在部分窜样现象,原因在于加样后没有及时电泳。
另外,加样的多少对结果影响不明显,但加样不宜过多或过少。