產(chǎn)油微藻是指在細(xì)胞內(nèi)能積累油脂超過其干重20%的微藻,由于其強的固碳能力、不占用農(nóng)耕面積、生長速度快等優(yōu)點,是很好的生物柴油原料,同時因具備豐富的活性成分,因此被認(rèn)為是生物燃料的備選藻種之一,也是食品的和營養(yǎng)添加劑的良好來源。但目前實驗條件下油脂的產(chǎn)量無法達(dá)到大規(guī)模工業(yè)化的生產(chǎn)要求,因此從基因轉(zhuǎn)錄水平,闡述特氏杜氏藻在三乙胺脅迫下產(chǎn)氫的分子機制以及挖掘出與特氏杜氏藻產(chǎn)油脂相關(guān)的重要功能基因,可以為日后構(gòu)建高產(chǎn)油的藻株提供實驗理由依據(jù)。本論文以Dunaliella tertiolecta(特氏杜氏藻)為主要研究對象,探索了在三乙胺脅迫條件下,特氏杜氏的油脂積累和己糖轉(zhuǎn)移蛋白的分析。提取特氏杜氏藻和在三乙胺脅迫下培養(yǎng)的特氏杜氏藻的總RNA;利用Illumina HiSeq4000,并結(jié)合生物信息學(xué)方法,分析特氏杜氏藻在產(chǎn)油脂過程中的轉(zhuǎn)錄組間的基因表達(dá)差異。己糖轉(zhuǎn)移蛋白是細(xì)胞內(nèi)碳源運輸?shù)闹匾ぞ?其表達(dá)量從側(cè)面反應(yīng)了碳源的流動方向。本論文,從特氏杜氏藻中克隆到了4個己糖轉(zhuǎn)移蛋白,分析了蛋白的生物信息學(xué)功能,并就其表達(dá)量進(jìn)行分析。得到的結(jié)果如下:在轉(zhuǎn)錄組實驗中,三組對應(yīng)的對照組和實驗組分別得到4500個左右的差異基因,其中,基因表達(dá)下調(diào)的基因有3400條左右,差異比較小,而基因表達(dá)上調(diào)大概有3500條左右。說明三乙胺脅迫后基因的表達(dá)以及細(xì)胞的生理均發(fā)生顯著變化。通過Pathway和GO功能分析得知差異表達(dá)基因主要與甘油脂肪酸合成、脂肪酸的延長和磷酸戊糖途徑有關(guān),特別是Pathway分析中所發(fā)現(xiàn)脂肪酸生物合成和不飽和脂肪酸合成中相關(guān)基因發(fā)生顯著的上調(diào)表達(dá)則是油脂積累及脂肪酸組分變化對三乙胺脅迫響應(yīng)的直接證據(jù)。進(jìn)一步挖掘特氏杜氏產(chǎn)油脂的關(guān)鍵基因,在甘油脂肪合成中生成甘油的途徑中,基因表達(dá)上調(diào)的有乙醛脫氫酶、甘油激酶、磷脂:甘油二酯酰基轉(zhuǎn)移酶,而二羥基丙酮激酶基因的表達(dá)下調(diào)了。脂肪酸的延長代謝途徑,反式-2-烯脂酰-輔酶A還原酶出現(xiàn)了單個基因的上調(diào)。在磷酸戊糖途徑中,發(fā)生上調(diào)的基因有3-磷酸甘油醛脫氫酶和葡萄酸激酶,發(fā)生下調(diào)的基因是6-磷酸葡糖酸脫氫酶、核糖磷酸焦磷酸激酶和葡萄糖-6-磷酸脫氫酶,這有利于6-磷酸葡萄糖的生成,進(jìn)而產(chǎn)生更多的NADPH和三磷酸甘油。保守結(jié)構(gòu)域分析發(fā)現(xiàn)Dt HXTs存在己糖轉(zhuǎn)運蛋白特有的結(jié)構(gòu)域MSF transporterfamily、MSF1 transporter family。通過細(xì)胞定位分析,發(fā)現(xiàn)DtHXT1為分泌蛋白,其有可能錨定在細(xì)胞膜上,DtHXT2定位在線粒體上,DtHXT3和Dt HXT4定位在質(zhì)體上。同源比對發(fā)現(xiàn),DtHXT2與綠藻類的萊茵衣藻的親源性最近,DtHXT3與它們之間也有一定的親緣性。Dt HXT1和DtHXT4與上述基因的親源性則較低。DtHXTs基因的表達(dá)量分析表明,在三乙胺的脅迫下,DtHXT1表達(dá)量上調(diào)了54.55%,而DtHXT2的表達(dá)量則上調(diào)了26.72%。這有利于葡萄糖向胞內(nèi)和線粒體轉(zhuǎn)運。另一方面,DtHXT3和Dt HXT4定位于質(zhì)體上,其表達(dá)量的都下調(diào)29%左右,這有利于葡萄糖在葉綠體中的積累,有利于脂肪等的存儲性物質(zhì)的生成。
【學(xué)位單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：Q943.2;TE667
【部分圖文】：

11圖 1-1 自養(yǎng)和異養(yǎng)微藻的脂肪和三酰甘油代謝途徑. 1-1. Fatty acid and TAG biosynthesis pathway in microalgae under autotrophiheterotrophic growth conditions.謝包含卡爾文·本森循環(huán)，三酰甘油生物合成和脂肪酸生物合成�？栁亩趸己推渌衔镛D(zhuǎn)化為葡萄糖的化學(xué)反應(yīng)。脂肪酸生物合成是由乙ADPH 產(chǎn)生脂肪酸。三酰甘油生物合成是將乙酰-CoA 和 G3P 轉(zhuǎn)化為 TAG Accase，乙酰輔酶 A 羧化酶；CA，碳酸酐酶；DGAT，1,2-二酰甘油酰基轉(zhuǎn)二半乳糖基二酰甘油合酶；DGK，1,2-二酰甘油激酶；FAT，脂肪�；�-ACGPAT，甘油-3-磷酸 O-�；D(zhuǎn)移酶；HAD，β-羥酰-ACP 脫水酶；KAR，3-氧；KAS，3-氧酰基-ACP 合酶 II；LPAAT，溶血磷脂�；D(zhuǎn)移酶；LACS， A 合成酶；MAT，丙二酰輔 A；ACP 轉(zhuǎn)酰基酶；MCAT，�；d體蛋白（

EF圖 2-1 RNA 質(zhì)量檢測曲線圖Fig. 2-1 RNAquality detection curve注：ACE 分別為對照的三個重復(fù)樣本，BDF 分別為三乙胺處理的三個重復(fù)樣本。2.4.2 轉(zhuǎn)錄組測序產(chǎn)量統(tǒng)計本實驗采用 Illumina Hiseq 平臺一共測了 39.9 Gb 數(shù)據(jù)。組裝并去冗余后得到65925 個 Unigene，總長度 68749410bp，平均長度 1042bp，N50 為 1907bp 以及 GC 含量分別為 56.46%。根據(jù)注釋結(jié)果共檢測出 33932 個 CDS ，未注釋上的 Unigene 使用ESTScan 預(yù)測后獲得 11510 個 CDS 。同時還檢測出 39372 個 SSR 分布于 20113 個Unigene 中，以及預(yù)測出 356 個編碼轉(zhuǎn)錄因子的 Unigene。從表 2-5 中可以看出，其從轉(zhuǎn)錄本的 N50 可以看出，其數(shù)值都超過了 1300，所以本次實驗所組裝出來的 6 個樣本質(zhì)量都很高，另外從轉(zhuǎn)錄本的長度分布圖可以看出，其中達(dá)到 3000bp 的數(shù)量都達(dá)到 1600 條以上，也說明了其組裝質(zhì)量很高。

（條）CK 170337 523180161302 725 283 56.91CK 269365 518104671312 735 283 56.91CK 367716 522773861355 773 293 56.7三乙胺 151011 407341241326 793 314 57.65三乙胺 270114 525170071301 732 283 57.11三乙胺 366841 513309551347 776 288 57.05N50: 用于衡量組裝的連續(xù)性，數(shù)值越大說明組裝效果越好，計算方法為：按轉(zhuǎn)錄本長度從大小排序后逐個累加至所有轉(zhuǎn)錄本總長度的 50%時，最后一個累加的數(shù)值大小即為N50。 GC(%): 堿基 G 和 C 的比例。

【參考文獻(xiàn)】

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1 蔡曉昂;崔金騰;賈月慧;張克中;;百合未授粉成熟雌蕊轉(zhuǎn)錄組測序研究[J];中國農(nóng)學(xué)通報;2014年22期

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5 田華;于斐;汪金萍;;葡萄糖對螺旋藻生長的影響及機理分析[J];食品研究與開發(fā);2012年07期

6 田輝;譙順彬;彭曉東;李林;張義明;;無機與有機碳源混合營養(yǎng)培養(yǎng)對鈍頂螺旋藻生長的影響[J];貴州農(nóng)業(yè)科學(xué);2011年10期

7 劉曉娟;段舜山;李愛芬;;有機碳源對三角褐指藻生長、胞內(nèi)物質(zhì)和脂肪酸組分的影響[J];生物工程學(xué)報;2008年01期

8 湯世華;陳明鍇;楊建斌;倪倩;何東平;陳濤;;深黃被孢霉產(chǎn)脂的研究[J];中國油脂;2007年12期

9 賈虎森;許亦農(nóng);;生物柴油利用概況及其在中國的發(fā)展思路[J];植物生態(tài)學(xué)報;2006年02期

10 蘇有勇;劉士清;張無敵;劉偉偉;;小桐油制備生物柴油的研究[J];能源工程;2006年01期

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2 劉娜;楊景華;胡仲遠(yuǎn);張明方;;嫁接西瓜轉(zhuǎn)錄組與差異表達(dá)譜分析[A];中國園藝學(xué)會2013年學(xué)術(shù)年會論文摘要集[C];2013年

3 卜嬌迪;趙錦;劉孟軍;;轉(zhuǎn)錄組技術(shù)及其在植物研究中的應(yīng)用[A];第八屆全國干果生產(chǎn)、科研進(jìn)展學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2013年

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2 陶濤;澳洲棉與亞洲棉種子萌發(fā)期轉(zhuǎn)錄組測序及其差異表達(dá)分析[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2013年

本文編號：2834171