小麦的加工品质决定面粉的终用途,随着生活水平的提高,人们对具有优良加工品质的小麦的需求日益加大,因此小麦品质改良已经成为当今小麦育种的一个热点方向。通过发掘优良的品质基因并运用基因工程手段导入小麦中,是进行小麦品质改良最有效的途径之一。　　Avenin-like基因是最近报道的一类新型的种子蛋白基因。目前还没有有关Avenin-like蛋白与小麦加工品质关系方面的研究报道。Avenin-like蛋白因其高含量的半胱氨酸残基而引起了人们的研究兴趣。　　本研究以小麦及其近缘物种山羊草(Aegilops)等23种材料为研究对象,从以下几个方面对avenin-like基因及其对应蛋白进行了深入的研究。　　从23种材料中克隆到了23个新型的avenin-like基因,每种材料中各一个。新克隆的基因提交到Genbank(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez)。基因序列号为EU096528-EU096550。这些基因长度多数为855bp,但在偏凸山羊草(Ae.ventricosa)avenin-like基因长度则为846bp。在卵穗山羊草(Ae.geniculata)、易变山羊草(Ae.peregrine)、粘果山羊草(Ae.kotschyi)和尾状山羊草(Ae.markgrafii)克隆的avenin-like基因为假基因。推测这些基因所编码的蛋白质序列前18个氨基酸为信号肽序列。这些Avenin-like蛋白质含有18或者19个半胱氨酸残基,存在着典型的“Cys-Cys”结构域,推测它们可以形成7至8对分子内二硫键。同时,Avenin-like蛋白质含有较高比例的谷氨酸和脯氨酸残基。谷氨酸残基基本上是形成3~6个的一簇(blocks),这些单元的序列比较保守,但是重复单元的数目上存在着一定的变化。重复单元的数目上的变化导致Avenin-like蛋白序列长短的变化。　　通过Southern blot证实avenin-like基因属于多基因家族,这和谷类作物中种子的其它储藏蛋白基因相似。　　通过RT-PCR的方法揭示了avenin-like基因的时空表达模式。Avenin-like基因只在发育的胚乳中特异性的表达,在根、茎、叶、花等其它组织中都没有表达。在胚乳中的表达主要集中在开花后3~22d,并且在9~15d达到表达高峰。通过进化和蛋白序列分析,推测Avenin-like蛋白属于一类新型的储藏蛋白,Avenin-like蛋白的发现丰富了小麦等谷类作物储藏蛋白的家族成员。　　成功构建了avenin-like基因的原核表达载体pET-32a-avel,实现了Avenin-like蛋白在大肠杆菌(Escherichia coli)BL21内表达。原核表达的Avenin-like蛋白经亲和纯化用于免疫兔子,制备了Avenin-like蛋白的多克隆抗体。　　用本研究制备的多克隆抗体来进行Western blot检测Avenin-like蛋白在小麦及其它材料中的表达情况。结果表明Avenin-like蛋白在所有这些研究材料种子中都普遍存在,这是首次报道在这些材料中检测到Avenin-like蛋白。这些蛋白只在种子中特异性表达,这与RT-PCR研究的结果相吻合。　　构建了avenin-like基因的真核胚乳特异性表达载体pLRPT-avel。载体带有胚乳特异表达的1Dx5基因启动子。分别通过基因枪法和花粉管通道法对avenin-like基因进行了遗传转化,并获得了转基因植株。通过PCR、SDS-PAGE和Southern blot检测,证明转基因获得了成功。