摘要
谷子是我国传统的粮食作物之一，主要种植在北方。谷子的基因组小、生育期短、且为二倍体，与玉米、水稻、高粱等作物具有很高的共线性，使其成为禾本科基因组研究的模式植物之一，也成为研究C4植物的模式植物。本研究以谷子为研究对象，分两部分进行，第一部分是对谷子蛋白的提取及对蛋白酶解液的抗氧化作用研究，第二部分是谷子抗氧化物歧化酶的生物信息学分析。 谷子蛋白的提取试验通过对提取时间、提取剂与底物的固液比、提取剂浓度三个方面探究蛋白的提取条件。结果显示谷子蛋白提取的最佳时间为3h，提取醇蛋白的最佳固液比例是1∶14，提取谷蛋白的最佳比例是1∶16，提取球蛋白的最佳浓度为4％的NaCl溶液，提取醇蛋白的最佳浓度为70％乙醇溶液，提取谷蛋白的最佳浓度为0.45％的NaOH溶液。在进行酶解试验时，首先使用计算机模拟水解，再使用胰蛋白酶、胃蛋白酶单独水解，嗜热菌蛋白酶与胰蛋白酶、胃蛋白酶分别联合水解。结果表明:单独使用胰蛋白酶可得到65种多肽，共72条;单独使用胃蛋白酶可酶解得到122种多肽，共264条;嗜热菌蛋白酶-胃蛋白酶联用可得到2198种多肽，共6344条;嗜热菌蛋白酶-胰蛋白酶联用可得到2239种多肽，共7436条。模拟水解的结果还表明单独用酶方法，胃蛋白酶效果好于胰蛋白酶，联合使用嗜热菌蛋白酶后，胰蛋白酶的酶解效果要好于胃蛋白酶。自由基清除试验结果进一步证实了这一结果，并且也证实了联合水解所得酶解液对DPPH自由基清除能力远高于单步水解所得酶解液清除DPPH自由基的能力。 第二部分以谷子基因数据库为平台，利用生物信息学方法对谷子超氧化物歧化酶(SOD)基因家族进行全基因组扫描和分析。结果表明，谷子SOD基因家族包括8个基因，分布在6条染色体上，氨基酸序列长度在56～334aa之间，外显子数量为1～9，分析该家族具有3个SOD结构域，5个保守序列，进化树分析表明，谷子与粳稻、高粱SOD蛋白序列具有一定同源性。研究结果为进一步研究谷子抗氧化机制提供一定理论依据。
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