籽粒莧優(yōu)質(zhì)貯藏蛋白基因AhAMA1功能分析與蛋白核小球藻的遺傳轉(zhuǎn)化
發(fā)布時間:2021-10-11 08:30
蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)是一種新資源食品,蛋白含量高,氨基酸種類齊全。然而,必需氨基酸中含硫氨基酸(甲硫氨酸+半胱氨酸)含量較低。因此,提高含硫氨基酸含量有助于改善蛋白核小球藻蛋白品質(zhì)和開發(fā)蛋白及必需氨基酸營養(yǎng)均衡的優(yōu)質(zhì)微藻食品。籽粒莧(Amaranthus hypochondriacus L.)是一年生糧、飼、菜兼用型作物,種子蛋白質(zhì)含量高、營養(yǎng)豐富。源于籽粒莧成熟種子的AMA1蛋白營養(yǎng)均衡,富含8種人體必需氨基酸,且未現(xiàn)人體過敏反應(yīng),是一種優(yōu)質(zhì)貯藏蛋白。本文從籽粒莧發(fā)育種子分離編碼優(yōu)質(zhì)貯藏蛋白的AhAMA1基因,檢測其時空表達譜。應(yīng)用生物信息學(xué)工具系統(tǒng)分析AhAMA1蛋白理化特性及系統(tǒng)進化。構(gòu)建AhAMA1基因植物組成型表達載體,通過基因槍法對蛋白核小球藻進行遺傳轉(zhuǎn)化,以期篩選培育蛋白質(zhì)和必需氨基酸含量高且均衡的蛋白核小球藻優(yōu)質(zhì)株系。此外,采用農(nóng)桿菌(Agrobacterium)介導(dǎo)滲透侵染法在本氏煙草(Nicotiana benthamiana)葉組織瞬時表達AhAMA1,檢測其對煙葉組織蛋白質(zhì)、油脂、淀粉含量等生理生化性狀的影響,以評估AhAM...
【文章來源】:山西農(nóng)業(yè)大學(xué)山西省
【文章頁數(shù)】:53 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
籽粒莧幼苗、種子、RNA和AhAMA1表達Figure2.1A.hypochondriacusseedling,developingseedsandAhAMA1expressionA:盆栽籽粒莧幼苗(A:SeedlingofA.hypochondriacusgrowninpot)
-12-2.3.2AhAMA1基因ORF克隆以籽粒莧(cv.SX-04)發(fā)育種子RNA反轉(zhuǎn)錄獲得的cDNA為模板,用分別帶有XbaI和SmaI酶切位點的目的基因引物進行高保真PCR,擴增AhAMA1基因ORF。擴增的靶基因片段(AhAMA1,915bp)與GFP(720bp)基因連接后經(jīng)XbaI和SmaI雙酶切后電泳檢測結(jié)果如圖2.2所示,PCR擴增的條帶與預(yù)期目的基因條帶(1635bp)相符。PCR擴增產(chǎn)物序列測序結(jié)果與AhAMA1基因開放閱讀框序列完全一致。2.3.3AhAMA1基因植物組成型表達載體的構(gòu)建對XbaI和SmaI雙酶切后的AhAMA1-GFP和pBI121表達載體進行連接獲得重組質(zhì)粒。再用重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化大腸桿菌感受態(tài)DH5α,獲得陽性菌落。提取質(zhì)粒,用XbaI和SmaI進行雙酶切鑒定(圖2.2)以及DNA測序。如圖2.2所示,AhAMA1基因ORF-GFP正確的亞克隆到pBI121載體的多克隆位點,獲得了AhAMA1基因植物組成型表達載體AhAMA1-GFP-pBI121(圖2.3,表達載體簡示圖,示意RB-LB)。圖2.2酶切鑒定重組質(zhì)粒AhAMA1-GFP-pBI121Figure2.2EnzymedigestionidentificationofrecombinantplasmidAhAMA1-GFP-pBI121注:M1、M2:DANmarker;1:pBI121載體;2:AhAMA1-GFP;3:AhAMA1-GFP-pBI121重組質(zhì)粒;4:XbaI和SmaI雙酶切的重組質(zhì)粒AhAMA1-GFP-pBI121。Note:M1、M2:DANmarker;1:pBI121vector;2:AhAMA1-GFP;3:AhAMA1-GFP-pBI121recombinantplasmid;4:XbaIandSmaIdouble-digestedrecombinantplasmidAhAMA1-GFP-pBI121圖2.3AhAMA1-GFP-pBI121植物組成型表達載體簡示圖Figure2.3SchematicdiagramofplantconstitutiveexpressionvectorAhAMA1-GFP-pBI121
-16-圖2.5農(nóng)桿菌侵染煙草葉組織、AhAMA1基因表達和蛋白、油脂及淀粉含量檢測Figure2.5Agrobacteriuminfection,AhAMA1geneexpression,andcontentsofprotein,oilandstarchinN.benthamianaleaftissues.A:農(nóng)桿菌侵染后煙草葉片;B:煙葉中NbActin和AhAMA1基因相對表達量;C:煙葉中AhAMA1基因表達RT-PCR檢測;D:煙葉蛋白、油脂和淀粉含量測定。A:N.benthamianaleafinfectedbyAgrobacterium;B:RelativeexpressionofNbActinandAhAMA1genesinthetobaccoleaves;C:DetectionofAhAMA1geneexpressionintobaccoleavesbyRT-PCR;D:Determinationofprotein,oilandstarchcontentsinthetabaccoleaves.M:Marker;1:GV3101-AMA1-GFP-pBI121侵染后煙葉;2:GV3101-pBI121侵染煙葉;3:野生型煙葉。M:Marker;1:GV3101-AMA1-GFP-pBI121infestedtobaccoleaf;2:GV3101-pBI121infestedtobaccoleaf;3:Wild-typetobaccoleaf.
【參考文獻】:
期刊論文
[1]溫度對小球藻和銅綠微囊藻生長及葉綠素熒光特性的影響[J]. 馬欠,鄧春暖,郭鋒鋒. 中州大學(xué)學(xué)報. 2018(04)
[2]pH對淡水小球藻葉綠素熒光參數(shù)及生長的影響[J]. 薄香蘭,劉興,柴英輝,竇勇,高金偉,賈旭穎,周文禮. 天津農(nóng)學(xué)院學(xué)報. 2018(01)
[3]LC-MS/MS法同時測定煙草中的16種游離氨基酸和6種Amadori化合物[J]. 張婕,葛永輝,楊慧,朱文靜,向章敏,耿召良. 煙草科技. 2017(11)
[4]氮脅迫對埃氏小球藻生長及油脂積累的影響[J]. 程蔚蘭,邵雪梅,宋程飛,史飛飛,季春麗,李潤植. 生物技術(shù)通報. 2017(11)
[5]微藻基因工程概述[J]. 閆晉飛,楊玉瑩,馬淑霞. 生物學(xué)通報. 2017(04)
[6]抗生素在微藻工程中的應(yīng)用研究進展[J]. 劉瑩瑩,張文蕾,侯和勝,佟少明. 生命科學(xué). 2016(09)
[7]溫度和光照對三角褐指藻的生長及巖藻黃素含量的影響[J]. 臧正蓉,解修俊,趙佩佩,郇麗,黃愛優(yōu),張寶玉,潘光華,王廣策. 海洋科學(xué). 2015(07)
[8]利用微藻提取類胡蘿卜素方法研究進展[J]. 許穎穎,王晚晴,華威,劉文慧,田朝玉,程艷玲. 食品工業(yè)科技. 2016(03)
[9]4株沙漠小球藻對幾種常用抗生素的敏感性研究[J]. 朱軍保,王丹,汪文倫,許萬云,高劍峰. 生物技術(shù)通訊. 2014(06)
[10]不同碳氮源對一株產(chǎn)油小球藻油脂積累的影響[J]. 金虹,P.K.Andy Hong,Diana Bao,呂海棠,李文林,馬明英. 安徽師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2014(04)
博士論文
[1]微藻仿生硅礦化及其應(yīng)用[D]. 熊威.浙江大學(xué) 2016
[2]有機營養(yǎng)對蛋白核小球藻生化特性的影響[D]. 張維國.南京大學(xué) 2014
碩士論文
[1]外源SAD基因在蛋白核小球藻中轉(zhuǎn)化和表達及對脂肪酸組成的影響[D]. 楊青峰.廣東海洋大學(xué) 2017
[2]微藻的破壁和干燥技術(shù)研究[D]. 程賀.北京化工大學(xué) 2017
[3]綠肥籽粒莧生長與還田過程中的氮鉀循環(huán)特征研究[D]. 吳凱.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2017
[4]LED光照對富鋅和富硒螺旋藻生長的影響[D]. 高海洋.廣東海洋大學(xué) 2016
[5]氮源對紫球藻生理的影響及紫球藻蛋白酶的初步研究[D]. 沙沙.山東大學(xué) 2012
[6]高賴氨酸基因CFLR、籽粒莧平衡蛋白基因AmA1遺傳轉(zhuǎn)化水稻的研究[D]. 彭雪娟.福建農(nóng)林大學(xué) 2012
[7]環(huán)境因素對黃河藻類生長影響的研究[D]. 郭艷琴.內(nèi)蒙古科技大學(xué) 2010
[8]蛋白核小球藻培養(yǎng)方式的比較及其葉黃素的提取檢測[D]. 桂林.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2001
本文編號:3430161
【文章來源】:山西農(nóng)業(yè)大學(xué)山西省
【文章頁數(shù)】:53 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
籽粒莧幼苗、種子、RNA和AhAMA1表達Figure2.1A.hypochondriacusseedling,developingseedsandAhAMA1expressionA:盆栽籽粒莧幼苗(A:SeedlingofA.hypochondriacusgrowninpot)
-12-2.3.2AhAMA1基因ORF克隆以籽粒莧(cv.SX-04)發(fā)育種子RNA反轉(zhuǎn)錄獲得的cDNA為模板,用分別帶有XbaI和SmaI酶切位點的目的基因引物進行高保真PCR,擴增AhAMA1基因ORF。擴增的靶基因片段(AhAMA1,915bp)與GFP(720bp)基因連接后經(jīng)XbaI和SmaI雙酶切后電泳檢測結(jié)果如圖2.2所示,PCR擴增的條帶與預(yù)期目的基因條帶(1635bp)相符。PCR擴增產(chǎn)物序列測序結(jié)果與AhAMA1基因開放閱讀框序列完全一致。2.3.3AhAMA1基因植物組成型表達載體的構(gòu)建對XbaI和SmaI雙酶切后的AhAMA1-GFP和pBI121表達載體進行連接獲得重組質(zhì)粒。再用重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化大腸桿菌感受態(tài)DH5α,獲得陽性菌落。提取質(zhì)粒,用XbaI和SmaI進行雙酶切鑒定(圖2.2)以及DNA測序。如圖2.2所示,AhAMA1基因ORF-GFP正確的亞克隆到pBI121載體的多克隆位點,獲得了AhAMA1基因植物組成型表達載體AhAMA1-GFP-pBI121(圖2.3,表達載體簡示圖,示意RB-LB)。圖2.2酶切鑒定重組質(zhì)粒AhAMA1-GFP-pBI121Figure2.2EnzymedigestionidentificationofrecombinantplasmidAhAMA1-GFP-pBI121注:M1、M2:DANmarker;1:pBI121載體;2:AhAMA1-GFP;3:AhAMA1-GFP-pBI121重組質(zhì)粒;4:XbaI和SmaI雙酶切的重組質(zhì)粒AhAMA1-GFP-pBI121。Note:M1、M2:DANmarker;1:pBI121vector;2:AhAMA1-GFP;3:AhAMA1-GFP-pBI121recombinantplasmid;4:XbaIandSmaIdouble-digestedrecombinantplasmidAhAMA1-GFP-pBI121圖2.3AhAMA1-GFP-pBI121植物組成型表達載體簡示圖Figure2.3SchematicdiagramofplantconstitutiveexpressionvectorAhAMA1-GFP-pBI121
-16-圖2.5農(nóng)桿菌侵染煙草葉組織、AhAMA1基因表達和蛋白、油脂及淀粉含量檢測Figure2.5Agrobacteriuminfection,AhAMA1geneexpression,andcontentsofprotein,oilandstarchinN.benthamianaleaftissues.A:農(nóng)桿菌侵染后煙草葉片;B:煙葉中NbActin和AhAMA1基因相對表達量;C:煙葉中AhAMA1基因表達RT-PCR檢測;D:煙葉蛋白、油脂和淀粉含量測定。A:N.benthamianaleafinfectedbyAgrobacterium;B:RelativeexpressionofNbActinandAhAMA1genesinthetobaccoleaves;C:DetectionofAhAMA1geneexpressionintobaccoleavesbyRT-PCR;D:Determinationofprotein,oilandstarchcontentsinthetabaccoleaves.M:Marker;1:GV3101-AMA1-GFP-pBI121侵染后煙葉;2:GV3101-pBI121侵染煙葉;3:野生型煙葉。M:Marker;1:GV3101-AMA1-GFP-pBI121infestedtobaccoleaf;2:GV3101-pBI121infestedtobaccoleaf;3:Wild-typetobaccoleaf.
【參考文獻】:
期刊論文
[1]溫度對小球藻和銅綠微囊藻生長及葉綠素熒光特性的影響[J]. 馬欠,鄧春暖,郭鋒鋒. 中州大學(xué)學(xué)報. 2018(04)
[2]pH對淡水小球藻葉綠素熒光參數(shù)及生長的影響[J]. 薄香蘭,劉興,柴英輝,竇勇,高金偉,賈旭穎,周文禮. 天津農(nóng)學(xué)院學(xué)報. 2018(01)
[3]LC-MS/MS法同時測定煙草中的16種游離氨基酸和6種Amadori化合物[J]. 張婕,葛永輝,楊慧,朱文靜,向章敏,耿召良. 煙草科技. 2017(11)
[4]氮脅迫對埃氏小球藻生長及油脂積累的影響[J]. 程蔚蘭,邵雪梅,宋程飛,史飛飛,季春麗,李潤植. 生物技術(shù)通報. 2017(11)
[5]微藻基因工程概述[J]. 閆晉飛,楊玉瑩,馬淑霞. 生物學(xué)通報. 2017(04)
[6]抗生素在微藻工程中的應(yīng)用研究進展[J]. 劉瑩瑩,張文蕾,侯和勝,佟少明. 生命科學(xué). 2016(09)
[7]溫度和光照對三角褐指藻的生長及巖藻黃素含量的影響[J]. 臧正蓉,解修俊,趙佩佩,郇麗,黃愛優(yōu),張寶玉,潘光華,王廣策. 海洋科學(xué). 2015(07)
[8]利用微藻提取類胡蘿卜素方法研究進展[J]. 許穎穎,王晚晴,華威,劉文慧,田朝玉,程艷玲. 食品工業(yè)科技. 2016(03)
[9]4株沙漠小球藻對幾種常用抗生素的敏感性研究[J]. 朱軍保,王丹,汪文倫,許萬云,高劍峰. 生物技術(shù)通訊. 2014(06)
[10]不同碳氮源對一株產(chǎn)油小球藻油脂積累的影響[J]. 金虹,P.K.Andy Hong,Diana Bao,呂海棠,李文林,馬明英. 安徽師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2014(04)
博士論文
[1]微藻仿生硅礦化及其應(yīng)用[D]. 熊威.浙江大學(xué) 2016
[2]有機營養(yǎng)對蛋白核小球藻生化特性的影響[D]. 張維國.南京大學(xué) 2014
碩士論文
[1]外源SAD基因在蛋白核小球藻中轉(zhuǎn)化和表達及對脂肪酸組成的影響[D]. 楊青峰.廣東海洋大學(xué) 2017
[2]微藻的破壁和干燥技術(shù)研究[D]. 程賀.北京化工大學(xué) 2017
[3]綠肥籽粒莧生長與還田過程中的氮鉀循環(huán)特征研究[D]. 吳凱.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2017
[4]LED光照對富鋅和富硒螺旋藻生長的影響[D]. 高海洋.廣東海洋大學(xué) 2016
[5]氮源對紫球藻生理的影響及紫球藻蛋白酶的初步研究[D]. 沙沙.山東大學(xué) 2012
[6]高賴氨酸基因CFLR、籽粒莧平衡蛋白基因AmA1遺傳轉(zhuǎn)化水稻的研究[D]. 彭雪娟.福建農(nóng)林大學(xué) 2012
[7]環(huán)境因素對黃河藻類生長影響的研究[D]. 郭艷琴.內(nèi)蒙古科技大學(xué) 2010
[8]蛋白核小球藻培養(yǎng)方式的比較及其葉黃素的提取檢測[D]. 桂林.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2001
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