[发明专利]一种新型γ-醇溶蛋白基因的核酸序列及其应用

说明书

技术领域

本发明属于生物基因工程技术领域，特别涉及到一种新型小麦γ-醇溶蛋白基因的核酸序列，以及基于该序列通过染色体工程或转基因方法改良小麦品质的应用。

背景技术

与其它谷物相比，小麦在人类的食谱中扮演着重要的角色，人们利用小麦面粉的特性已烹制出各种各样的食物。小麦面粉的营养和加工品质主要由种子储藏蛋白决定，它们是人体摄取蛋白质的主要来源之一。种子储藏蛋白主要由谷蛋白和醇溶蛋白组成，醇溶蛋白大约占储藏蛋白的40-50％。分子生物学研究表明根据一级结构的差异可将醇溶蛋白分为α，γ和ω三种类型。研究发现二倍体、四倍体和六倍体小麦及近缘的山羊草物种中均有这三种蛋白。

γ-醇溶蛋白基因位于1号染色体的Gli-l区域，它们在小麦基因组中紧密连锁，并聚集成簇。γ-醇溶蛋白的一级结构(图1)包括一个19个残基的信号肽，N末端，长度变异很大的重复区，包含六个半胱氨酸残基的非重复区，谷氨酰胺富集区和一个包含两个半胱氨酸残基的C末端区。

多肽的一级结构决定蛋白质的性质，储藏蛋白的结构对面团的流变力和食品加工的许多方面起着重要作用。种子储藏蛋白的两大特征对面粉品质起决定作用：(1)形成分子内和分子间二硫键的半胱氨酸的数目和分布情况；(2)重复区的特征。重复区中高密度的谷氨酰胺意味着有大量可形成氢键的-OH，这很大程度上决定着蛋白质弹性。γ-醇溶蛋白包含八个保守的半胱氨酸残基，它们两两之间形成分子内二硫键。另外大约1/4的γ-醇溶蛋白包含奇数个半胱氨酸。这些醇溶蛋白在形成分子内二硫键后还有一个自由的-SH可参与形成分子间二硫键。当只有一个半胱氨酸残基以供形成分子间二硫键时，储藏蛋白聚合物的链状延伸将在该蛋白处终止，这种结构将降低面粉品质。当有至少两个半胱氨酸残基以供形成分子间二硫键时，聚合物的将顺利延伸，有利于形成高强度的面团。

醇溶蛋白与面粉品质的关系目前争议很大，不同学者通过品质测验分别得出负相关、正相关甚至没有关系的结论。之所以如此，很大程度上是因为醇溶蛋白组成非常复杂且不容易纯化，因此很有必要在分子水平上进一步深入研究醇溶蛋白。

本发明呈现的γ-醇溶蛋白基因与已报道的所有基因有明显不同，是优异基因资源。本发明通过本发明人长期反复的对小麦醇溶蛋白编码基因的详细研究，首次成功的获得了一种新型γ-醇溶蛋白基因。迄今为止，还没有相关的报道在国内外出版物上发表过。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种新型γ-醇溶蛋白的编码基因序列和氨基酸序列。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明以圆锥小麦AS2255(Triticum turgidum subsp.turgidum)总DNA为模板，根据NCBI数据库(http://www.ncbi.nlm.nih.gov)中已知γ-醇溶蛋白编码基因保守片段设计引物，利用PCR和分子克隆技术分离γ-醇溶蛋白基因，然后将获得的基因序列与NCBI上的γ-醇溶蛋白基因序列进行多重比对并分析它们在一级结构上的异同，结果表明我们克隆到一个新型γ-醇溶蛋白基因，命名为Gli-ngl。

一种新型γ-醇溶蛋白的编码基因序列(Gli-ngl)，其核酸序列如下：

1    ATGAAGACCT TACTCATCCT AACAATCCTT GCGATGGCAG

41   TAACCATCGG CACCGCCAAT ATGCAGGTCG ACCCTAGCGG

81   CCAAGTACAA TGGCCACAAC AACAACCAGT CCCGCTCCCT

121  CAGCAACCAT TCTCCCAGAA ACCACAACAA ACATTTCCCC

161  AACCCCAACA AACATTCCCA TTCCCCCATC AACCACAACA

201  ACAATTTCCC CAGCCTCAAC AACCACAACA ACAATTTCTC

241  CAGCCCCAAC AACCACAACA ACCATATCCC CAGCAACCAC

281  AACAACCATT CCCCCAGACT CAACAACCCC AACAACTATT

321  TCCCCAGTCC CAGCAACCAC AACAACCATA TCCCCAGCAA

361  CCACAACAAC CATTGTCCCA GACTCAACAA CCCCAACAAC