發(fā)布時(shí)間：2019-01-08 11:31

【摘要】：甜菜素是存在于食用紅甜菜中的天然植物色素,對(duì)食品具有良好的著色性,具有重要的食用和藥用價(jià)值。甜菜素包括甜菜紅素和甜菜黃素,其中甜菜紅素的生物合成較為復(fù)雜,目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于甜菜紅素生理方面活性的研究已經(jīng)較為透徹,而從分子角度水平去解釋甜菜紅素的代謝過(guò)程途徑,仍處于研究階段。多年來(lái)學(xué)術(shù)界一直推測(cè)糖基轉(zhuǎn)移酶、酪氨酸酶參與了甜菜紅素合成代謝途徑,但尚缺乏分子生物學(xué)證據(jù)。為研究在甜菜紅素代謝過(guò)程中糖基轉(zhuǎn)移酶基因UDP及酪氨酸酶基因TYR的功能表達(dá)調(diào)控情況,本實(shí)驗(yàn)首先克隆了以上兩種基因,對(duì)其進(jìn)行了生物信息學(xué)分析,得到了其編碼蛋白質(zhì)的一系列信息。以克隆得到的基因?yàn)槟０逶O(shè)計(jì)引物,采用染色體步移技術(shù)得到了UDP及TYR基因的啟動(dòng)子序列,通過(guò)在線軟件plant CARE對(duì)其進(jìn)行了分析,根據(jù)啟動(dòng)子序列分析結(jié)果推測(cè)出甜菜UDP及TYR基因的表達(dá)對(duì)光照及各種有機(jī)酸類物質(zhì)較為敏感。為進(jìn)一步明確化學(xué)物質(zhì)及光對(duì)甜菜生長(zhǎng)及UDP、TYR基因表達(dá)的影響效果,本實(shí)驗(yàn)在不同環(huán)境下對(duì)甜菜苗進(jìn)行了培育,探討各生長(zhǎng)時(shí)期不同處理?xiàng)l件下甜菜生長(zhǎng)狀況、甜菜紅素積累量及UDP、TYR基因相對(duì)表達(dá)量之間的關(guān)系。與實(shí)踐結(jié)合,考慮到甜菜的實(shí)際種植及生產(chǎn),在化學(xué)物質(zhì)的處理下,分別對(duì)甜菜苗進(jìn)行了大豆、玉米、菊苣、秋葵、甜菜的化感物質(zhì)浸提液處理,并使用不同的化感物質(zhì)浸提液對(duì)甜菜進(jìn)行了發(fā)芽實(shí)驗(yàn);在光處理下,分別在紅光、藍(lán)光、綠光下對(duì)甜菜苗進(jìn)行了培育。發(fā)芽實(shí)驗(yàn)中,5種化感物質(zhì)對(duì)甜菜種子萌發(fā)的影響不同。甜菜和菊苣化感物質(zhì)對(duì)甜菜種子萌發(fā)表現(xiàn)出抑制作用,大豆,秋葵,玉米化感物質(zhì)為促進(jìn)作用。秋葵、玉米、大豆化感物質(zhì)均對(duì)幼苗的鮮重、株高的增加有促進(jìn)作用,菊苣、甜菜化感物質(zhì)則表現(xiàn)為抑制作用。此外,大豆化感物質(zhì)中的對(duì)羥基肉桂酸通過(guò)抑制酪氨酸酶活性降低了甜菜色素的合成,其余四種化感物質(zhì)均促進(jìn)了幼苗中甜菜紅素的含量。進(jìn)一步證實(shí)了酪氨酸酶在甜菜色素合成中的關(guān)鍵作用。不同農(nóng)作物由于所含具體化感物質(zhì)的種類不同,對(duì)甜菜基因表達(dá)的影響各不相同。在不同的光處理下,綠光、藍(lán)光、紅光均會(huì)對(duì)幼苗的生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用,紅光的抑制作用最為明顯。綠光和藍(lán)光的抑制作用差別不大。此外,在不同的光處理下,色素含量的總體變化趨勢(shì)均為先上升后下降。藍(lán)光促進(jìn)色素的積累,說(shuō)明短波長(zhǎng)有利于色素合成。在三種光的照射條件下,TYR基因的表達(dá)量幾乎一直高于對(duì)照組,說(shuō)明單色光可以有效的激發(fā)TYR基因的表達(dá)。通過(guò)在不同化感物質(zhì)及光下培育甜菜苗,得到基因表達(dá)水平與甜菜中甜菜紅素代謝累積的關(guān)系,為甜菜紅素的合成研究提供分子生物學(xué)理論基礎(chǔ)和依據(jù)。
[Abstract]:Betaine is a natural plant pigment in edible red beet. It has good coloring property and important edible and medicinal value. The biosynthesis of beberelin is very complex, and the physiological activity of beberelin has been studied thoroughly at home and abroad. However, it is still in the research stage to explain the metabolic pathway of beet from the molecular level. For many years, it has been speculated that glycosyltransferase and tyrosinase are involved in the biosynthesis pathway of beet, but there is still no molecular biological evidence. In order to study the functional regulation of glycosyltransferase gene (UDP) and tyrosinase gene (TYR) during the metabolism of beet, the two genes were cloned and analyzed by bioinformatics. A series of information about the protein is obtained. The promoter sequences of UDP and TYR genes were obtained by chromosome step technique using the cloned genes as template design primers. The promoter sequences were analyzed by online software plant CARE. According to the results of promoter sequence analysis, it was inferred that the expression of UDP and TYR genes in beet was sensitive to light and various organic acids. In order to further clarify the effect of chemical substances and light on the growth of sugarbeet and the expression of UDP,TYR gene, sugarbeet seedlings were cultivated in different environments, and the growth status of sugarbeet was studied under different treatment conditions. The relationship between the accumulation of beet and the relative expression of UDP,TYR gene. Considering the actual planting and production of sugarbeet, soybean, corn, chicory, okra and sugar beet were treated with allelochemicals extraction solution under the treatment of chemical substances. The germination experiment of sugarbeet was carried out with different allelochemicals. The sugarbeet seedlings were cultured in red light, blue light and green light respectively under light treatment. The effects of five allelochemicals on the germination of sugarbeet seeds were different. The allelopathic substances of sugar beet and chicory showed inhibitory effect on the germination of sugarbeet seeds, soybean, okra and maize alleles were promoted. Allelopathic substances such as okra, maize and soybean allelopathy could promote the growth of seedling fresh weight and plant height, while chicory and beet allelopathy were inhibited. In addition, p-hydroxycinnamic acid in soybean allelopathy decreased the synthesis of beet pigment by inhibiting the activity of tyrosinase, and the other four alleles promoted the content of beet. The key role of tyrosinase in the biosynthesis of beet pigment was further confirmed. Different crops have different effects on sugarbeet gene expression due to the different species of specific sensitive substances. Under different light treatments, green light, blue light and red light could inhibit the growth of seedlings, and the inhibition of red light was the most obvious. The inhibitory effects of green and blue light were not different. In addition, under different light treatments, the overall change trend of pigment content was first increased and then decreased. Blue light promoted the accumulation of pigment, which indicated that short wavelength was beneficial to pigment synthesis. Under three light irradiation conditions, the expression of TYR gene was almost higher than that of the control group, indicating that monochromatic light could effectively stimulate the expression of TYR gene. The relationship between the gene expression level and the metabolic accumulation of beet was obtained by cultivating sugarbeet seedlings under different allelopathic substances and light, which provided the theoretical basis and basis of molecular biology for the biosynthesis of beberelin.
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：Q943.2

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本文編號(hào)：2404544