Molecular characterization and phylogenetic analysis of one omega-gliadin gene from Aegilops speltoides L.

Abstract

Glijadini, kao glavne komponente skladišnih proteina kod pšenice, odreduju svojstva rastegljivosti testa i imaju značajne efekte na kvalitativne osobine brašna. Srodnici pšenice predstavljaju potencijalne izvore gena skladišnih proteina, značajnih za poboljšanje kvalieta. U ovom radu smo izolovali i okarakterisali prvi kompletan ω-glijadin gen Omega-AS iz Aegilops speltoides L. (2n = 2x = 14, SS) alel-specifičnim PCR-om i izučavali njegove filogenetske veze sa rodovima Triticum i Aegilops. Molekulska struktura pokazala je da se gen Omega-AS sastoji od 1122 bp koje kodiraju 373 aminokiselinska ostatka sa molekulskom masom od 41379.21 Da. Omega-AS je posebno bogat prolinom i gluta minima, manje metioninom i ne sadrži cistein. Analiza sekvence i epitopa pokazala je da su tri epitopa QQPIPVQPQQ, TQPQQPTPIQ i IQPQQPFPQQ bila odsutna iz Omega-AS kodirajuceg proteina, ukazujuci na njegov potencijalni značaj za popravku kvaliteta pšenice, manje toksičnim ili netoksicnim peptidima. Filogenetska analiza pokazala je da je gen Omega-AS blizak glijadinskim genima pšenice i srodnih vrsta i da je do njegove divergentnosti došlo skorije (pre manje od 1.243 miliona godina). Pod kontrolom T7 promotora utvrden je visok nivo ekspresije Omega-AS gena u E. coli. Transkripciona ekspresija Omega-AS gena, utvrdena primenom qRT -PCR tokom formiranja zrna, ukazala je da je najviši nivo ekspresije bio 17 dana posle cvetanja.