板栗堅果淀粉積累規(guī)律及淀粉分支酶的基因克隆與分析
發(fā)布時間:2018-06-27 06:28
本文選題:板栗 + 淀粉分支酶; 參考:《北京農(nóng)學院》2017年碩士論文
【摘要】:板栗(Castanea mollissima Blume)為殼斗科栗屬植物,素有木本糧食之稱,是我國重要的經(jīng)濟林樹種之一。板栗堅果的主要組成成分是淀粉,約占干重的46%~64%。板栗堅果中支鏈淀粉是總淀粉的主要組成成分,約占板栗總淀粉的70%。淀粉的含量及不同的分子組成顯著影響板栗淀粉的特性,進而影響其加工品質(zhì)。本試驗以‘燕山紅栗’為材料,研究板栗堅果不同發(fā)育時期的淀粉積累規(guī)律及其特性,分析淀粉合成的相關基因,挖掘影響支鏈淀粉合成的關鍵基因并進行蛋白分型。旨在研究板栗淀粉合成機理,為板栗品種改良與加工利用提供生物學基礎。主要研究如下:1.板栗淀粉的性質(zhì)。在堅果發(fā)育期,總淀粉含量的增加主要是由于支鏈淀粉的積累,在堅果成熟時,支鏈淀粉含量占總淀粉含量的76%。采用光學顯微鏡、掃描電鏡、偏光顯微鏡、XRD衍射觀察板栗堅果授粉后不同時期淀粉粒的形態(tài),顆粒結構的變化。結果表明板栗種子淀粉粒形狀差別較大,類型多,多呈鵝卵石狀,前期不規(guī)則淀粉粒較多。淀粉顆粒表面光滑,無明顯裂縫及孔洞。板栗淀粉具有明顯的馬耳他十字,為C型晶體。堅果發(fā)育時期淀粉顆粒平均大小呈增長趨勢,在后期大淀粉粒的比重逐漸增加,但小淀粉粒(面積1-30μm2)仍然占據(jù)數(shù)量優(yōu)勢。淀粉顆粒在細胞內(nèi)鑲嵌分布,幾乎占據(jù)細胞內(nèi)的所有空間。隨著板栗堅果的發(fā)育,板栗淀粉的糊化溫度逐漸降低。2.淀粉合成相關基因的表達。通過對淀粉合成關鍵酶AGPase、GBSS、SSS、PUL、SBE的表達譜分析,SBE的表達量變化最為顯著,其次是GBSS I、SSS I、SSS III。通過SBE、GBSS I、SSS I、SSS III表達量與淀粉糊化溫度、淀粉顆粒大小及粒度比例等相關性分析,支鏈淀粉合成關鍵基因SBE與淀粉糊化溫度表達呈負相關,而淀粉顆粒的增大與SBE正相關,表明SBE在淀粉積累中起著關鍵性的作用。熒光定量及半定量結果均表明SBE基因表達呈雙高峰趨勢。對SBE不同時期的酶活進行測定,酶活性變化先升高后降低。3.SBE蛋白分型及分析。通過native-PAGE及質(zhì)譜分析,確立了板栗淀粉分支酶具有兩個亞型,命名為SBE I及SBE II,其全長分別為2460 bp(NCBI序列號:KY429029)與2595 bp(NCBI序列號:KY429029)。通過western-blot檢測SBE不同時期表達量,SBE I及SBE II在堅果發(fā)育時期蛋白含量均呈現(xiàn)雙高峰的表達趨勢,在授粉后68天和80天出現(xiàn)峰值。SBE I及SBE II的3D結構及保守域預測表明二者均具有一個N端保守域、C端保守域和中間的桶狀淀粉酶催化域。
[Abstract]:In this experiment , the starch content and its properties were studied by means of optical microscope , scanning electron microscope , polarization microscope and XRD diffraction . The expression of SBE was negatively correlated with starch gelatinization temperature , while the increase of starch granule was related to SBE , indicating that SBE plays a key role in the accumulation of starch . Both quantitative and semi - quantitative results indicate that SBE gene has two subtypes , which are named SBE I and SBE II . The total length of SBE is 2460 bp . The expression of SBE I and SBE II showed double peak expression during the development of nuts by western - blot . The peak values of SBE I and SBE II appeared at 68 and 80 days after pollination . The 3D structure and conservative domain prediction of SBE I and SBE II showed that both had an N - terminal conservative domain , a C - terminal conservative domain and an intermediate barrel - like amylase catalytic domain .
【學位授予單位】:北京農(nóng)學院
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2017
【分類號】:S664.2
【參考文獻】
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1 梁麗松;徐娟;王貴禧;馬惠鈴;;板栗淀粉糊化特性與淀粉粒粒徑及直鏈淀粉含量的關系[J];中國農(nóng)業(yè)科學;2009年01期
2 王廣鵬;孔德軍;劉慶香;;板栗支鏈淀粉含量與堅果糯性的定量關系研究[J];河北果樹;2008年04期
,本文編號:2072992
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