海帶（Saccharina japonica）是一種重要的經(jīng)濟(jì)褐藻,具有很高的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。褐藻酸是海帶最主要的碳代謝產(chǎn)物,從海帶中提取的褐藻酸可廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥和化工等領(lǐng)域。因此,褐藻酸合成途徑及相關(guān)基因功能的研究具有重要的理論和應(yīng)用意義。我們以海帶全基因組數(shù)據(jù)和轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),構(gòu)建海帶褐藻酸合成途徑,共注釋到3個(gè)甘露糖-6-磷酸異構(gòu)酶（MPI）基因,2個(gè)磷酸甘露糖變位酶（PMM）基因,3個(gè)GDP-甘露糖-6-磷酸脫氫酶（GMD）基因,1個(gè)糖基轉(zhuǎn)移酶2（GT2）基因和125個(gè)甘露糖醛酸C5-異構(gòu)酶（MC5E）基因。在海帶不同發(fā)育時(shí)期,基部褐藻酸合成相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄呈逐月下降趨勢(shì),這與海帶生長(zhǎng)前期細(xì)胞生長(zhǎng)旺盛、海帶葉片快速生長(zhǎng),而后期有機(jī)物大量積累有關(guān)。此外,與海帶頂部細(xì)胞相比,基部生長(zhǎng)點(diǎn)附近的細(xì)胞分裂能力強(qiáng),所以海帶基部GMD1、GT2和MC5E2編碼基因的轉(zhuǎn)錄明顯高于頂部;而MPI3和PMM1也參與其它糖類代謝過(guò)程,所以其在頂部轉(zhuǎn)錄高于基部。我們對(duì)海帶中高表達(dá)的磷酸甘露糖變位酶/磷酸葡萄糖變位酶（PMM/PGM）進(jìn)行基因結(jié)構(gòu)與功能分析,克隆并獲得了海帶PMM/PGM基因（Sj... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院海洋研究所)山東省

【文章頁(yè)數(shù)】：132 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

海帶屬植物生活史（張憲省,2003）

圖 1.5 墨角藻細(xì)胞壁模型（Deniaudbou t et al., 2014）Figure 1.5 Cell wall model for the brown algae Fucales (Deniaudbou t et al., 2014)在褐藻中，褐藻酸的含量、M/G 比值和嵌段組成隨物種、部位（葉片、葉柄和假根）、季節(jié)、生長(zhǎng)環(huán)境和棲息地的不同而變化（Andresen et al., 197Indergaard and Skj k-Br k, 1987; Mckee et al., 1992）。褐藻中褐藻酸含量占細(xì)胞重的 10～40%，一般海藻 M/G 比值多在 1.2～1.6 之間（Haug et al., 1974; Smidsroand Draget, 1996）。目前，僅在極北海帶（L. hyperborea）和巨藻（Lessontrabeculata）的柄部能分離到 M/G 比值為 0.4 的褐藻酸（Smidsrod and Drag1996），但是在泡葉藻（Ascophyllum nodosum），海帶（S. japonica）和巨（Macrocystis pyrifera）中的褐藻酸 G 含量較低，M/G 比值約在 1.0～3.0，凝膠強(qiáng)度�。o(jì)明侯, 1997; Haug, 1964）。褐藻中，不同季節(jié)褐藻酸含量隨月份變化Black（1948）年對(duì)克勞氏海帶（L. cloustonii）、掌狀海帶（L. digitata）和糖海

圖 1.6 細(xì)菌和褐藻中褐藻酸合成途徑（Moradali et al., 2018）MPI, 甘露糖-6-磷酸異構(gòu)酶; PMM, 磷酸甘露糖變位酶; MPG, 甘露糖-1-磷酸鳥(niǎo)苷轉(zhuǎn)移酶;GMD, GDP-甘露糖-6-磷酸脫氫酶; MC5E, 甘露糖醛酸 C5-異構(gòu)酶; PolyM, 多聚甘露糖醛酸;polyMG, 多聚甘露糖醛酸/古羅糖醛酸Figure 1.6 Biosynthesis pathway of alginates in bacteria and algae (Moradali et al., 2018)MPI, mannose-6-phosphate isomerase; PMM, phosphomannomutase; MPG, mannose-1-phosphateguanylyltransferase;GMD, GDP-mannose 6-dehydrogenase; MC5E, mannuronate C5-epimerase;PolyM, poly-mannuronate; polyMG, poly-mannuronate/guluronate1.3.2 褐藻酸合成途徑的研究現(xiàn)狀GDP-甘露糖醛酸是褐藻酸合成的前體物質(zhì)。在生物體內(nèi)，碳源氧化生成的乙酰-CoA 進(jìn)入檸檬酸循環(huán)，生成中間代謝物草酰乙酸，草酰乙酸通過(guò)糖異生作

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]海帶GDP-甘露糖脫氫酶基因及磷酸甘露糖變位酶基因的研究[D]. 張朋艷.中國(guó)科學(xué)院研究生院(海洋研究所) 2015
[2]海帶（Saccharina japonica）褐藻膠合成途徑若干基因的克隆、表達(dá)以及功能驗(yàn)證[D]. 王忍.中國(guó)海洋大學(xué) 2014
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