[發明專利]一種檢測基因家族中基因種類的方法及專用試劑盒

有效

• 申請號: 201010219701.6
• 申請日: 2010-06-28
• 公開（公告）號: CN101871012A
• 公開（公告）日: 2010-10-27
• 發明（設計）人: 張愛民;劉冬成;張肖飛;陽文龍;孫家柱;郭小麗;張相岐;王道文
• 申請（專利權）人: 中國科學院遺傳與發育生物學研究所
• 主分類號: C12Q1/68
• 分類號: C12Q1/68
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢;任鳳華

技術領域

本發明涉及一種檢測基因家族中基因種類的方法及專用試劑盒。

背景技術

小麥是世界上最重要的三大糧食作物(小麥、水稻和玉米)之一，世界上每年總產量達到6億噸以上(http://faostat.fao.org/)。小麥在我國得到了廣泛的種植，我國的小麥種植面積、總產量和消費量皆居世界首位，目前是我國的第三大糧食作物，僅次于水稻和玉米。小麥之所以能夠在世界各地得到很好的發展，最關鍵的是小麥具有獨特的特性，其面粉可以被加工成各種各樣的面食，如面包、蛋糕、餅干、面條和饅頭等。這種獨特特性的形成主要依賴于小麥籽粒儲藏蛋白——面筋蛋白的結構和相互作用，即小麥面粉加工品質的好壞主要取決于面筋蛋白的數量和質量。這些面筋蛋白之間可以通過很強的共價鍵和非共價鍵相互作用，賦予面團粘彈特性。面筋蛋白主要包括醇溶蛋白(Gliadin)和麥谷蛋白(Glutenin)，其中麥谷蛋白可以通過分子間二硫鍵形成大聚體，影響面團的彈性和強度。麥谷蛋白按其分子量大小又分為高分子量麥谷蛋白亞基(high?molecular?weight?glutenin?subunits，簡稱HMW-GS)和低分子量麥谷蛋白亞基(low?molecular?weight?glutenin?subunits，簡稱LMW-GS)，二者是面筋蛋白的主要成份，與小麥的加工品質密切相關，賦予面團彈性，共同決定小麥面粉加工品質。

高分子量麥谷蛋白亞基(HMW-GS)基因拷貝數較少，分子量較大，易于通過SDS-PAGE進行鑒定，其等位基因變異與小麥品質的關系已經得到了廣泛深入的研究。LMW-GS基因大多數被定位到第一同源群1A、1B和1D染色體的短臂末端，命名為Glu-A3、Glu-B3和Glu-D3位點，其基因的拷貝數目前尚不清楚。通過Southern印跡分析，在六倍體普通小麥中LMW-GS基因的拷貝數可能為10-15個，也有研究認為可能為35-40個。LMW-GS基因沒有內含子，是一個單一的開放閱讀框，其編碼序列一般含有900-1200個堿基，其編碼的成熟蛋白亞基的分子量大小約30-45kDa。一般而言，LMW-GS可以分成信號肽(20個氨基酸殘基)、N-末端區(13個氨基酸殘基)、重復區域和C-末端區四個部分，而且C-末端區域可進一步細分為3個區，分別是C-I區、C-II區和C-III區(圖1)。

由于低分子量麥谷蛋白亞基對小麥面粉加工品質的形成具有重要作用，對其編碼基因的數目和組成的探索一直是小麥品質改良課題的研究熱點。對LMW-GS基因的分離和克隆，早期是通過探針雜交篩選文庫的方法獲得的。隨著PCR技術的發展，同源基因克隆作為一種快速可靠的方法，在小麥及其近緣物種的LMW-GS基因研究中得到廣泛應用。Zhao等分析了多個小麥品種Glu-D3位點的基因組成，發現在一個品種中存在6個編碼基因；Wang等對Glu-B3位點基因的分析，發現了4個編碼基因，共有17種單體型；而Zhang等對Glu-A3位點編碼i類蛋白的基因做了分析，但是對基因和單體型的數目并未形成具體的結論。隨著基因文庫技術的發展，對LMW-GS基因的組成有了更深入的研究。Ikeda等利用cDNA文庫的篩選和常規PCR的方法從Norin61中分離得到了12類LMW-GS基因，并利用中國春缺四體將這些基因分別定位到了Glu-A3(3類)、Glu-B3(2類)和Glu-D3(7類)位點上。Huang等利用BAC文庫篩選的方法，從Glenlea中分離得到了19個LMW-GS基因，其中12個基因具有完整的開放讀碼框，染色體定位分析表明，1個基因位于Glu-A3位點(EU189087)，2個基因位于Glu-B3位點(EU189088and?EU189089)，而Glu-D3位點有9個基因(EU189090-EU189098)。以上研究極大地豐富了人們對低分子量麥谷蛋白亞基基因組成的認識。但是，由于LMW-GS基因數目較多，常規同源克隆的方法具有很大的盲目性，而且操作繁瑣；而文庫構建和篩選的方法則工作量太大，效率低。目前為止，尚沒有簡便有效的方法分離鑒定LMW-GS基因，無法明確LMW-GS基因的數目和組成，這極大地阻礙了對不同LMW-GS與面粉品質形成之間關系的研究。

發明內容

本發明的一個目的是提供一種一種輔助檢測目的基因家族的基因種類的方法。

本發明所提供的輔助檢測目的基因家族的基因種類的方法，包括如下步驟：