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小麦蛋白质二硫键异构酶基因家族的鉴定及其对面筋蛋白的影响
来源:导入 阅读量: 1 发表时间: 2025-05-26
作者: 姜兰芳,谭晓笛,刘鑫雨,郝建宇,马小飞,王敏,李晓丽,姬虎太,张定一,张洋
关键词: 小麦;TaPDIL;生物信息学;面筋蛋白;微观结构
摘要:

利用生物信息学方法对小麦蛋白质二硫键异构酶基因进行全基因组鉴定,并对其理化性质、亚细胞定位、蛋白二级结构及对不同筋力小麦籽粒发育的响应模式进行分析。从小麦中共鉴定出21 个TaPDIL基因家族成员,并根据其在染色体上位置顺序依次命名为TaPDIL1A~TaPDIL8D。系统发育分析将这些基因分为6 个亚族。基因结构和保守基序分析表明同一亚家族具有较高的保守性。蛋白质二级结构预测表明,TaPDIL蛋白氨基酸序列均以α-螺旋和无规卷曲为主要结构。通过转录组测序发现TaPDIL3B、TaPDIL4B、TaPDIL4D、TaPDIL5A、TaPDIL6A、TaPDIL6B、TaPDIL7A-1、TaPDIL7B、TaPDIL7D-1和TaPDIL7D-2在强筋型小麦‘尧麦36’和中筋型小麦‘品育8155’籽粒灌浆过程中均有显著差异表达。‘尧麦36’和‘品育8155’籽粒的二硫键含量、麦谷蛋白大聚体含量和面筋指数存在显著差异,‘尧麦36’面筋蛋白中无规卷曲所占比例最大,为42.04%,不含α-螺旋型结构,面筋微观结构更加连续致密,这种结构使得面团具有强烈的弹性和韧性;而‘品育8155’面筋蛋白中α-螺旋所占比例最大,为49.34%,不含无规卷曲结构,面筋横断面上存在大量网状结构,使面筋结构疏松。本研究为小麦籽粒发育周期中PDIL家族蛋白的生理功能提供了重要的基础信息。

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