本文選題：表皮蠟質(zhì) + 古代蓮��； 參考：《中國科學(xué)院武漢植物園》2017年碩士論文

【摘要】：表皮蠟質(zhì)覆蓋在陸地植物表面,具有抵御病蟲害、防止水分流失等多種功能。因此,蠟質(zhì)在植物生長發(fā)育及適應(yīng)外界環(huán)境方面起著重要作用。而超長鏈脂肪酸是植物組織中多種脂質(zhì)的重要前體,包括表皮蠟質(zhì)、細胞膜上的鞘脂和磷脂、脂肪族木栓質(zhì)以及種子中的甘油三酯。超長鏈脂肪酸及其衍生物能夠作為植物與環(huán)境間的屏障,提供儲存于種子中的能量,或作為膜信號分子而發(fā)揮作用。目前,關(guān)于擬南芥蠟質(zhì)合成及超長鏈脂肪酸延伸的研究較多,而對蓮蠟質(zhì)的研究還只局限于成分分析,對其蠟質(zhì)合成及超長鏈脂肪酸延伸相關(guān)基因的研究尚未見報道。通過序列比對,并參考基因在蓮葉中的表達量,我們篩選得到了參于古代蓮超長鏈脂肪酸延伸的候選基因,命名為NnCER26LIKE1和NnCER26LIKE2。克隆到基因后,利用擬南芥遺傳轉(zhuǎn)化、酵母異源表達等技術(shù),我們對候選基因的功能進行了分析。實驗豐富了蠟質(zhì)合成與超長鏈脂肪酸延伸的理論基礎(chǔ),為深入了解蓮超長鏈脂肪酸延伸機制提供了依據(jù)。主要結(jié)果如下:1、通過掃描電鏡觀察不同品種蓮的表皮蠟質(zhì),分析表明它們蓮葉正面蠟質(zhì)結(jié)構(gòu)以顆粒狀為主,而背面蠟質(zhì)結(jié)構(gòu)以棒狀為主,同時,不同品種間存在差異。利用薄層層析對其蠟質(zhì)成分分離,觀察結(jié)果,不同品種分離得到的條帶同樣存在差異,其中古代蓮543蠟質(zhì)分離得到的條帶較少,蠟質(zhì)成分相對簡單。2、利用序列比對篩選到蓮中擬南芥CER26基因的同源基因,即NnCER26LIKE1、NnCER26LIKE2。組織特異性表達分析結(jié)果表明,NnCER26LIKE1、NnCER26LIKE2在蓮花瓣、花藥、浮葉、立葉高表達,符合已報道蠟質(zhì)超長鏈脂肪酸延伸相關(guān)基因的表達模式。亞細胞定位實驗表明,NnCER26LIKE1蛋白定位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng),與蠟質(zhì)相關(guān)蛋白的定位情況相一致。3、在擬南芥中過量表達NnCER26LIKE1或NnCER26LIKE2影響了蠟質(zhì)成分的碳鏈組成情況,說明兩基因都參與了蓮超長鏈脂肪酸延伸,其中NnCER26LIKE1參與了 C30-C32酸延伸,NnCER26LIKE2參與了 C30酸生成。酵母異源表達實驗結(jié)果分析表明,NnCER26LIKE2與NnCER6共同參與C28酸和C30酸生成。
[Abstract]:Epidermal waxy covering on the surface of terrestrial plants has many functions, such as resisting diseases and insect pests, preventing water loss and so on. Therefore, wax plays an important role in plant growth and development and adaptation to the external environment. Ultra long chain fatty acids are important precursors of many lipids in plant tissues, including epidermal wax, sphingolipid and phospholipid on cell membrane, aliphatic cork and triglyceride in seeds. Ultra-long chain fatty acids and their derivatives can act as barriers between plants and the environment, provide energy stored in seeds, or act as membrane signaling molecules. At present, there are many studies on waxy synthesis and ultra-long chain fatty acid extension in Arabidopsis thaliana, while the study on lotus wax is limited to component analysis, and the research on the genes related to wax synthesis and ultra-long chain fatty acid extension has not been reported. By sequence alignment and the amount of gene expression in lotus leaves, we selected candidate genes named NnCER26LIKE1 and NnCER26LIKE2 for the extension of ultra-long chain fatty acids in ancient lotus. After the gene was cloned, the function of candidate gene was analyzed by means of Arabidopsis genetic transformation and yeast heterologous expression. The experiment enriches the theoretical basis of waxy synthesis and ultra long chain fatty acid extension, and provides a basis for further understanding the extension mechanism of super long chain fatty acids in lotus. The main results were as follows: 1. The epidermal waxes of different varieties of lotus were observed by scanning electron microscope. The results showed that the wax structure in the front surface of lotus leaves was mainly granular, while the wax structure on the back surface was rod-like. At the same time, there were differences among different cultivars. The waxy components were separated by thin-layer chromatography. The results showed that there were also differences in the bands isolated from different varieties, among which there were few bands isolated from ancient lotus 543. The waxy component is relatively simple. 2. The homologous gene of Arabidopsis thaliana CER26 gene, NnCER26LIKE1, NnCER26LIKE2, was screened by sequence alignment. The results of tissue specific expression analysis showed that NnCER26LIKE1NnCER26LIKE2 was highly expressed in lotus petals, anthers, floating leaves and vertical leaves, which was in accordance with the reported expression pattern of waxy ultra-long chain fatty acid extension related genes. Subcellular localization assay showed that NnCER26LIKE1 protein was located in endoplasmic reticulum, which was consistent with the localization of waxy related proteins. Overexpression of NnCER26LIKE1 or NnCER26LIKE2 in Arabidopsis affected the carbon chain composition of waxy components. The results showed that both genes were involved in the extension of ultra-long chain fatty acids of lotus, and NnCER26LIKE1 was involved in the production of C30 acid by C30-C32 acid extension NnCER26LIKE2. The results of yeast heterologous expression analysis showed that NnCER26LIKE2 and NnCER6 were involved in the formation of C28 and C30 acids.
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院武漢植物園
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：Q943.2

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本文編號：1821740