农业生物技术学报JournalofAgriculturalBiotechnology2007,15(6):970~975·研究论文·小麦多酚氧化酶（PPO）基因的分类及非同义cSNP对籽粒PPO活性的影响*王晓波,马传喜**,司红起,何贤芳（安徽农业大学农学院，合肥230036）摘要:小麦()籽粒多酚氧化酶(PPO)活性是影响面团褐变的主要原因。通过对NCBI上注册的小麦PPO基因序列的搜索与比对后发现，现有的小麦PPO基因按表达方式可分为两大类(Ⅰ和Ⅱ)，其中第Ⅱ大类的PPO基因与小麦籽粒PPO活性密切相关，第Ⅱ大类第i小类中的PPO基因可能位于小麦2A和2D以外的染色体上，可作为改良面团色泽的侯选基因。通过对具有完整开放阅读框(ORF)的4条PPO基因比对后发现，位于小麦2D染色体长臂上的PPO基因(PPO­2D)存在丰富的等位变异，等位基因间有94个单核苷酸变异(SNP)，其中发生在编码区的SNP(cSNP)有80个，这些cSNP中有36个影响到基因编码的氨基酸序列，属非同义cSNP。在非同义cSNP处，设计引物STS­H，对130个已连续测得两年PPO活性的小麦品种进行PCR扩增，结果发现STS­H在大部分低PPO活性品种中没有扩增出目标片段(a)，而大部分高PPO活性品种可以扩增出460bp的目标片段(b)。方差分析表明，a、b两种类型品种的PPO活性均值差异达极显著水平(<0.01)，说明非同义cSNP对小麦籽粒PPO活性有重要影响。与STS01引物(低PPO活性显性标记)比较后发现，STS­H与STS01是一对互补标记，根据STS01和STS­H引物各自的特点，研究了能同时扩增两对引物的多重PCR反应体系。关键词:小麦；基因；多酚氧化酶；分子标记；多重PCR中图分类号：S188文献标识码：A文章编号：1006­1304(2007)06­0970­06ClassificationofWheatPolyphenolOxidase(PPO)GenesandEffectofNon­synonymouscSNPonKernelPPOActivityWANGXiao­bo,MAChuan­xi**,SIHong­qi,HEXian­fangPolyphenoloxidase(PPO)activityishighlyrelatedtotheundesirablebrowningofwheat­basedendproducts.Inthisstudy,wheat()PPOsequences(mRNA)weresearched/blastedinNCBIandalignedusingDNAMANsoftware.TheresultsshowedthatthewheatPPOgenescouldbedividedintotwoclusters(and)andthreegenes(i)oftheclusterdid玉域域notseemonchromosomes2Aand2D.Ninety­foursinglenucleotidepolymorphisms(SNP)weredetectedbetweentwohaplotypesofPPOgeneonchromosome2D.EightySNPsofthemwerefoundincodingregion(codingSNP)and36SNPswerenon­synonymouscSNPs,whichcouldaffectthePPOaminoacidsequence.PrimerswasdesignedasSTS­Hatsomenon­synonymouscSNPssitesandusedtoresearchthecorrelationsbetweenallelicvariantsandPPOactivityofseeds,whichvaluedintwoyearsintotalof130commonwheatvarieties.TheresultsshowedthattheSTS­Hcouldamplifya460bpDNAfragmentinmostcultivarswithhighPPOactivity(b),whilenoPCRproductwasdetectedinmostcultivarswithlowPPOactivity(a),andtheformercultivars(a)wereproventohavesignificantly(<0.01)highermeanPPOactivitythanthatofthelatter(b).Toimprovetheselectionefficiencyof