小麦籽粒脂肪氧化酶新基因及其应用制造技术

本发明专利技术属于植物生物技术领域，具体涉及小麦籽粒脂肪氧化酶新基因及其应用。本发明专利技术提供了小麦籽粒脂肪氧化酶新基因、该基因编码的蛋白，以及鉴定该基因等位基因型的特异性引物对；以待测小麦的基因组DNA为模板，用特异性引物对进行PCR扩增，检测出扩增产物中有2159 bp 条带的为Lox‑3B2a等位基因型小麦，检测出扩增产物中有393 bp条带的为Lox‑3B2b等位基因型小麦。小麦籽粒脂肪氧化酶新基因可应用于小麦品质性状的改良。

New lipoxygenase gene from wheat grain and its application

The invention belongs to the field of plant biotechnology, in particular to a novel lipase gene of wheat grain and its application. The invention provides a novel lipase gene of wheat grain, a protein encoded by the gene, and a specific primer pair for identifying the allele type of the gene; takes the genomic DNA of the wheat to be tested as a template, and carries out PCR amplification with a specific primer pair, and detects the Lox_3B2a allele type with 2159 BP bands in the amplified product. In wheat, 393 BP bands were found to be Lox - 3B2b allele type wheat. The new gene of wheat lipoxygenase can be applied to improve wheat quality traits.

【技术实现步骤摘要】
小麦籽粒脂肪氧化酶新基因及其应用
本专利技术属于植物生物
，具体涉及小麦籽粒脂肪氧化酶新基因及其应用。
技术介绍
小麦中的脂肪氧化酶(Lox)在小麦品质方面有重要的作用，Lox活性的高低是影响小麦面粉颜色和其储藏特性的主要因素之一。一方面，具有高Lox活性的小麦品种/系中由于Lox会偶联氧化小麦中的类胡萝卜素，可以取代化学漂白剂使小麦面粉变白，从而提高其商品价值；另一方面Lox活性过高会加快脂质的氧化反应，使籽粒氧化变质，造成储存时间变短，营养价值下降。因此，从宜存储的角度出发，降低Lox活性被认为是一种重要的保存种子的方法之一。因此，对小麦籽粒中Lox活性的变异规律和分布特点进行表型和基因型的研究，为筛选出适应时代需要的品种，从遗传育种上来看有重要的意义。目前为止，国内外的研究者对Lox活性已经有很多研究，主要研究作物集中在水稻、大豆和大麦中，对小麦的相关研究相对较少。有研究认为，植物中的Lox具有较高的同源性；对小麦不同组织中的脂肪酶进行研究发现，大部分的脂肪酶都来源于麸皮。影响Lox活性的因素有很多，包括基因型、外在环境条件和各种生理生化因素，但基因型是影响Lox活性的主要因素。Hart和Langston利用中国春缺体四体代换系对LPX同工酶进行定位，推测认为小麦Lox基因主要位于第4和第5同源群上，研究还发现脂肪氧化酶的变异维持在DNA水平，不同等位变异主要是由于基因片段的插入、缺失。一般直接利用PCR技术直接用于鉴定和分析等位变异类型，因此，进一步明确该等位变异类型的分子机制，并开发相应的分子标记，从而使用分子标记筛选的方法进行性状改良将会大大加快我国的小麦育种进程。前人在对小麦籽粒脂肪氧化酶活性进行挖掘和定位的同时，开发出一些与其紧密连锁的SSR标记，如Xbcd1262、Xksud2a、Xwmc312和Xgwm251等(Psheniehnikova等，2008；Geng等，2011)，但是这些标记在实际应用中存在较大的局限性，本专利技术开发出的功能性分析标记具有高效、准确以及应用范围广的特点。
技术实现思路
本专利技术目的主要在于提供小麦籽粒脂肪氧化酶新基因、该基因编码的蛋白、用来检测该基因的引物以及该基因在小麦品质性状改良中的应用。本专利技术的技术方案如下：本专利技术提供了小麦籽粒脂肪氧化酶新基因，所述脂肪氧化酶新基因为如下a、b或c表示的DNA序列：a：核苷酸序列SEQ.ID.NO:1或SEQ.ID.NO:2所示的DNA序列；b：能与a限定的DNA序列杂交且编码小麦蛋白的DNA序列；c：与a或b限定的DNA序列具有90％以上同源性且编码小麦蛋白的DNA序列。本专利技术还提供了上述脂肪氧化酶新基因编码的蛋白，所述蛋白为如下d或e所表示的蛋白：d：氨基酸序列SEQ.ID.NO:3或SEQ.ID.NO:4所示的蛋白；e：将SEQ.ID.NO:3或SEQ.ID.NO:4限定的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加，且与小麦性状相关的由SEQ.ID.NO:3或SEQ.ID.NO:4衍生的蛋白质。本专利技术还提供了鉴定上述脂肪氧化酶新基因的特异性引物对，所述特异性引物对包括：核苷酸序列如SEQ.ID.NO:5所示的上游引物，和核苷酸序列如SEQ.ID.NO:6所示的下游引物。本专利技术又提供了利用上述特异性引物对检测脂肪氧化酶等位基因型的方法，包括如下步骤：以待测小麦的基因组DNA为模板，用核苷酸序列如SEQ.ID.NO:5所示的上游引物，和核苷酸序列如SEQ.ID.NO:6所示的下游引物进行PCR扩增，然后进行如下f或g中所述的判断：f：扩增片段为2159bp的小麦品种/系为Lox-3B2a等位基因型，在统计学上其脂肪氧化酶活性低于扩增片段为393bp的小麦品种/系；g：扩增片段为393bp的小麦品种/系为Lox-3B2b等位基因型，在统计学上其脂肪氧化酶活性高于扩增片段为2159bp的小麦品种/系。进一步地，所述Lox-3B2a等位基因型的小麦品种/系为普通小麦中国春、高优503、晋麦54或豫麦47中的任意一种。进一步地，所述Lox-3B2b等位基因型的小麦品种/系为新麦9987、新麦19、远丰898或晋麦50中的任意一种。Lox-3B2a等位基因型的小麦品种/系主要表现在脂肪氧化酶活性较Lox-3B2b等位基因型的小麦品种/系的低。Lox-3B2a等位基因型的小麦品种/系(如中国春)通常比Lox-3B2b等位基因型的小麦品种/系(如新麦9987)脂肪氧化酶活性低5AUmin-1g-1左右。因此，脂肪氧化酶不同等位基因的发现将对利用基因工程技术改良小麦农艺性状和培育优质小麦品种起到十分重要作用，同时也有助于品质性状的遗传和分子生物学的进一步研究。鉴定上述脂肪氧化酶等位基因型的试剂盒，所述试剂盒含有上述特异性引物对。上述的脂肪氧化酶新基因在小麦品质性状改良中的应用。相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术可以应用于优质小麦新品种培育和优异种质资源的创制，实现早期筛选，节省时间和资源。2、本专利技术中的特异性引物可用于直接检测小麦籽粒脂肪氧化酶等位基因型，方法简便。附图说明图1为KleinProteo和KleinChaja的脂肪氧化酶新基因全长序列的琼脂糖凝胶电泳图。第1泳道为PC-1，代表KleinProteo；第2泳道为PC-2，代表KleinChaja。图2为鉴定Lox-3B2a/Lox-3B2b等位基因型的特异性引物的PCR扩增产物的琼脂糖凝胶电泳图；其中，从左向右，第1泳道为DNAladderDL2000；第2至12泳道分别为小麦品种/系豫麦47(丰优3号)、晋麦54、晋麦50、远丰898、高优503(小偃503)、04中70、冀923235、内乡1822(豫麦17)、邯4589、新麦19、新麦9987。具体实施方式以下结合具体实施例进一步阐述本专利技术，但本专利技术的保护内容并不局限于下述具体实施例。下述实施例中的试验方法，如无特别说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料，如无特别说明，均购自常规生化试剂商店。小麦材料为来自黄淮麦区的有代表性的当地大规模种植的普通小麦品种和高代品系，具体如下：新麦18：河南农业大学；参考文献：张清海，王志和，张桂兰.黄淮南片小麦申请推广品种及其选育.中国农业科技出版社，2000:1-401。鲁麦19：河南农业大学；参考文献：曹学昌.旱地小麦新品种鲁麦19号的选育及配套技术.山东农业科学，1993,4:23-23。晋麦50：河南农业大学；参考文献：刘新月,张久刚,卫云宗.优质抗旱小麦新品种晋麦78号的选育.山西农业科学，2007,4:35-37。偃展4110：河南农业大学；参考文献：邵玉华.播期、密度、施肥对偃展4110产量形成及产量的影响.安徽农学通报，2008,14:74-75。中国春：河南农业大学；ChenF,BeecherB,MorrisCF.PhysicalmappingandanewvariantofPuroindolineb-2genesinwheat.TheoreticalandAppliedGenetics,2010,120:745-751。“中国春”是中国四川的一个地方品种，是目前世界上最常用的野生型普通小麦对照品种。豫农202本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.小麦籽粒脂肪氧化酶新基因，其特征在于，所述脂肪氧化酶新基因为如下a、b或c表示的DNA序列：a：核苷酸序列SEQ.ID.NO:1或SEQ.ID.NO:2所示的DNA序列；b：能与a限定的DNA序列杂交且编码小麦蛋白的DNA序列；c：与a或b限定的DNA序列具有90%以上同源性且编码小麦蛋白的DNA序列。

【技术特征摘要】
1.小麦籽粒脂肪氧化酶新基因，其特征在于，所述脂肪氧化酶新基因为如下a、b或c表示的DNA序列：a：核苷酸序列SEQ.ID.NO:1或SEQ.ID.NO:2所示的DNA序列；b：能与a限定的DNA序列杂交且编码小麦蛋白的DNA序列；c：与a或b限定的DNA序列具有90%以上同源性且编码小麦蛋白的DNA序列。2.权利要求1所述脂肪氧化酶新基因编码的蛋白，其特征在于，所述蛋白为如下d或e所表示的蛋白：d：氨基酸序列SEQ.ID.NO:3或SEQ.ID.NO:4所示的蛋白；e：将SEQ.ID.NO:3或SEQ.ID.NO:4限定的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加，且与小麦相关的由SEQ.ID.NO:3或SEQ.ID.NO:4衍生的蛋白质。3.鉴定权利要求1所述脂肪氧化酶新基因的特异性引物对，其特征在于，所述特异性引物对包括：核苷酸序列如SEQ.ID.NO:5所示的上游引物，和核苷酸序列如SEQ.ID.NO:6所示的下游引物。4.利用权利要求3所述的特异性引物对检测脂肪氧化酶等位基因型的方法，其特征在于，包括如下步骤：以待测小麦的基因组D...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈锋，田秋珍，吕国国，张宁，赵磊，任妍，
申请(专利权)人：河南农业大学，
类型：发明
国别省市：河南,41