大赖草木质素及相关合成基因的表达分析

论文摘要

大赖草（Leymus racemosus（Lam.）Tzvel）是禾本科（Poaceae）小麦族（Triticeae）多年生四倍体草本物种。具有密集的生殖结构和极强的无性繁殖能力,生长于沙丘或沙质草地,是一种优良的固沙植物。作为珍贵野生植物资源,其抗干旱、抗盐碱、抗病虫害等优良基因成为众多学者的研究热点。大赖草抗逆性与其木质素的生物合成有密切的关系,但影响大赖草抗逆性和木质素及合成途径相关基因的研究鲜有报道。本研究通过分子克隆得到木质素合成途径的相关基因、并借助系统发育树对其进行亲缘关系分析;通过基因表达和酶活性监测对大赖草木质素生物合成途径的代谢规律进行研究,探讨了大赖草木质素生物合成途径关键基因和酶活性对木质素积累的影响。主要结果如下:1、经过同源基因序列比对,简并扩增克隆得到了大赖草4-香豆酸Co A连接酶（4CL）、香豆酸-3-羟化酶（C3H）、肉桂酸-4-羟化酶（C4H）、阿魏酸-5-羟化酶（F5H）和苯丙氨酸氨基裂解酶（PAL）五个基因的保守序列。结合RACE首次得到其PAL基因的全长c DNA序列。PAL基因ORF为2121 bp,编码697个氨基酸,蛋白质大小为75.9 k Da,5’端非编码区（5’UTR）长142bp,3’端非编码区（3’UTR）长262 bp,包含16 bp的3’Poly A尾巴。2、监测这五个基因年生长周期内相对表达量和酸不溶性木质素含量,结果表明:4CL、C4H、F5H、PAL基因在年生长周期内相对表达量均表现出先上升后降低,且与木质素含量积累的变化趋势相同,但不同步。说明这四个基因是控制木质素合成的关键节点,木质素积累量随基因的表达量增加而增加。而C3H基因的变化则刚好相反,呈现先下降后上升,对木质素的积累有反馈调节。3、通过年生长周期内对过氧化物酶的监测,发现木质素含量与过氧化物酶活性的变化趋势相同且同步。说明过氧化物酶对木质素单体的聚合是必须的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 文献综述
•   1.1 赖草属
•   1.2 大赖草
•   1.3 木质素
•   1.4 木质素的生物合成途径
•     1.4.1 苯丙氨酸氨基裂解酶
•     1.4.2 羟基化酶
•     1.4.3 甲基化酶
•     1.4.4 连接酶
•     1.4.5 聚合酶
•     1.4.6 木质素生物合成特异途径的还原酶
•   1.5 木质素合成途径的调控
•   1.6 主要的技术手段与研究目的
•     1.6.1 cDNA末端快速扩增
•     1.6.2 荧光定量PCR
•     1.6.3 立题依据
•     1.6.4 技术路线
• 2 材料和方法
•   2.1 实验材料
•   2.2 样品的采集及处理
•   2.3 大赖草木质素生物合成相关基因的克隆
•     2.3.1 RNA提取
•     2.3.2 RNA电泳检测
•     2.3.3 反转录PCR
•     2.3.4 保守序列克隆
•     2.3.5 连接转化及阳性克隆的筛选和鉴定
•     2.3.6 大赖草苯丙氨酸氨基裂解酶基因c DNA全长克隆及分析
•     2.3.7 cDNA3’端快速扩增（3’RACE）
•     2.3.8 cDNA5’端快速扩增（5’RACE）
•     2.3.9 拼接全长
•   2.4 实时荧光定量PCR
•   2.5 酸不溶性木质素含量的测定
•   2.6 过氧化物酶（POD）活性的测定
• 3 结果分析
•   3.1 大赖草木质素合成相关基因的克隆及序列分析
•     3.1.1 RNA的质量分析
•     3.1.2 大赖草木质素合成相关基因序列信息
•     3.1.3 大赖草木质素合成基因PAL全长克隆
•   3.2 大赖草木质素合成相关基因的表达及其与木质素积累的关系
•     3.2.1 RNA完整性和纯度检测
•     3.2.2 实时荧光定量PCR的融解曲线
•     3.2.3 扩增效率
•     3.2.4 目的基因年周期的相对表达量
•     3.2.5 酸不溶性木质素年周期的变化
•     3.2.6 大赖草木质素合成相关基因的表达及其与木质素积累的关系
•   3.3 大赖草木质素积累与过氧化物酶活性的关系
•     3.3.1 过氧化物酶年周期的变化
•     3.3.2 大赖草年生长发育周期木质素的积累与过氧化物酶活性的关系
• 4 讨论
•   4.1 大赖草木质素合成途径相关基因的克隆
•   4.2 大赖草木质素合成途径相关基因的表达与木质素积累的关系
•   4.3 大赖草过氧化物酶活性与木质素积累的关系
• 5 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录
• 作者简历

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 赵彩芳

导师: 沙莉娜,何明雄

关键词: 大赖草,基因表达量,木质素,过氧化物酶

来源: 四川农业大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学,生物学

单位: 四川农业大学

分类号: Q943.2

DOI: 10.27345/d.cnki.gsnyu.2019.000344

总页数: 67

文件大小: 2711k

下载量: 7