樟樹MEP途徑重要基因的進(jìn)化與功能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-12-29 19:16
樟樹(Cinnamomum camphora)是樟科(Lauraceae)樟屬(Cinnamomum)的常綠高大喬木,具有很高的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)價(jià)值。樟樹精油主要成分為單萜類化合物,MEP途徑是該類化合物生物合成過程中重要的調(diào)控節(jié)點(diǎn),其中1-脫氧-D-木酮糖-5-磷酸合成酶(DXS)、1-脫氧-D-木酮糖-5-磷酸還原異構(gòu)酶(DXR)、1-羥基-2-甲基-2-(E)-丁烯基-4-焦磷酸還原酶(HDR)是控制該途徑的關(guān)鍵酶,樟樹中相關(guān)研究甚少。本文比較了不同化學(xué)類型樟樹葉組織精油的成分,并對樟樹中DXS、DXR、HDR的進(jìn)化歷史、式樣和表達(dá)模式進(jìn)行了闡釋,初步明確了這些基因的功能。本研究豐富了人們對樟樹精油合成分子機(jī)制的認(rèn)識,也為樟樹良種選育和經(jīng)營模式優(yōu)化等研究提供了理論支持。主要結(jié)果如下:1)樟樹葉組織精油成分分析。從5種化學(xué)類型樟樹葉組織提取的精油中共檢測到89種化合物成分;除異樟外,其余4種化學(xué)型樟樹的精油中單萜類化合物含量均高于90%,驗(yàn)證了樟樹精油成分是以單萜類化合物為主。2)樟樹DXS、DXR和HDR基因的鑒定與進(jìn)化分析。在樟樹葉組織的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)中鑒定出5個(gè)DXS基因、1個(gè)DXR基...
【文章來源】:江西農(nóng)業(yè)大學(xué)江西省
【文章頁數(shù)】:74 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
課題來源
摘要
Abstract
第一章 前言
1.1 萜類化合物的概述
1.2 萜類化合物的生物合成途徑
1.2.1 甲羥戊酸(MVA)生物合成途徑
1.2.2 2-甲基-D-赤蘚糖醇-4-磷酸(MEP)生物合成途徑
1.3 MEP生物合成途徑中關(guān)鍵酶DXS、DXR和 HDR的研究進(jìn)展
1.3.1 1-脫氧-D-木酮糖-5-磷酸合成酶(DXS)
1.3.2 1-脫氧-D-木酮糖-5-磷酸異構(gòu)化酶(DXR)
1.3.3 (E)-4-羥基-3-甲丁-2-烯基二磷酸還原酶(HDR)
1.4 樟樹萜類化合物合成相關(guān)基因的研究進(jìn)展
1.5 研究目的與意義
第二章 樟樹葉組織精油的提取與單萜類化合物含量分析
2.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器
2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料
2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
2.2 實(shí)驗(yàn)方法
2.2.1 樟樹葉組織樣品的采集與提取
2.2.2 精油成分分析樣品的制備
2.2.3 精油成分組成及含量測定條件
2.2.4 數(shù)據(jù)處理及質(zhì)譜檢索
2.3 結(jié)果
2.4 討論
第三章 樟樹DXS、DXR和 HDR的鑒定與生物信息學(xué)分析
3.1 實(shí)驗(yàn)材料
3.2 實(shí)驗(yàn)方法
3.2.1 樟樹DXS、DXR和 HDR的鑒定
3.2.2 樟樹DXS、DXR和 HDR的生物信息學(xué)分析
3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
3.3.1 樟樹DXS、DXR和 HDR的鑒定
3.3.2 樟樹DXS、DXR和 HDR的理化性質(zhì)分析
3.3.3 樟樹DXS、DXR和 HDR的蛋白二、三級結(jié)構(gòu)分析
3.3.4 樟樹DXS、DXR和 HDR的亞細(xì)胞定位預(yù)測
3.3.5 樟樹DXS、DXR和 HDR的多序列比對和系統(tǒng)進(jìn)化分析
3.4 討論
第四章 樟樹DXS、DXR和 HDR基因的克隆與表達(dá)分析
4.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器
4.1.1 實(shí)驗(yàn)材料
4.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
4.2 實(shí)驗(yàn)方法
4.2.1 樟樹葉組織總RNA的提取
4.2.2 cDNA第一鏈的合成
4.2.3 樟樹MEP途徑基因的克隆
4.2.4 PCR目的條帶回收
4.2.5 回收產(chǎn)物連接與轉(zhuǎn)化
4.2.6 陽性單克隆篩選與測序
4.2.7 單萜類精油合成關(guān)聯(lián)分析
4.2.8 基因表達(dá)式樣分析
4.2.9 激素處理分析
4.3 結(jié)果
4.3.1 樟樹葉片總RNA的提取
4.3.2 樟樹DXS、DXR和 HDR基因的克隆
4.3.3 基因的測序與驗(yàn)證
4.3.4 樟樹DXS、DXR和 HDR基因表達(dá)與單萜類精油合成關(guān)聯(lián)分析
4.3.5 樟樹DXS、DXR和 HDR基因的表達(dá)式樣分析
4.3.6 不同激素誘導(dǎo)樟樹DXS、DXR和 HDR基因的表達(dá)動態(tài)分析
4.4 討論
第五章 結(jié)論與展望
5.1 結(jié)論
5.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄
致謝
個(gè)人簡歷
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]香樟GGPPS基因的克隆及生物信息學(xué)分析[J]. 曹先爽,王進(jìn),張瑤瑤,王煜煒,馬曉江,宋麗,湯鋒,岳永德. 基因組學(xué)與應(yīng)用生物學(xué). 2018(08)
[2]香樟FPPS基因的克隆及生物信息學(xué)分析[J]. 張瑤瑤,宋麗,劉偉,曹先爽,王煜煒,王進(jìn). 分子植物育種. 2018(19)
[3]香樟MK基因的克隆與生物信息學(xué)分析[J]. 曹先爽,王進(jìn),張瑤瑤,王煜煒,馬曉江,宋麗,湯鋒,岳永德. 熱帶作物學(xué)報(bào). 2017(12)
[4]萜類化合物的合成生物學(xué)研究進(jìn)展[J]. 孫麗超,李淑英,王鳳忠,辛鳳姣. 生物技術(shù)通報(bào). 2017(01)
[5]滇牡丹1-脫氧-D-木酮糖-5-磷酸合酶(DXS)基因的克隆及功能分析[J]. 趙能,原曉龍,陳中華,楊宇明,王娟,王毅. 基因組學(xué)與應(yīng)用生物學(xué). 2017(07)
[6]香樟1-脫氧-D-木酮糖-5-磷酸還原異構(gòu)酶基因CcDXR1的克隆和表達(dá)分析[J]. 鄭漢,荊禮,姚娜,楊青山,彭華勝,申業(yè),黃璐琦. 藥學(xué)學(xué)報(bào). 2016(09)
[7]基于CRISPR/Cas9技術(shù)的煙草NtDXR基因敲除及功能分析[J]. 聶夢云,高軍平,羅培,陳曉樂,易小慧,王根洪,夏慶友. 煙草科技. 2016(06)
[8]玉米ZmHDR基因的分子克隆及生物信息學(xué)分析[J]. 魯曉民,王振華,張新,張前進(jìn),魏昕. 河南農(nóng)業(yè)科學(xué). 2014(08)
[9]樟樹5種化學(xué)類型葉片轉(zhuǎn)錄組分析[J]. 江香梅,伍艷芳,肖復(fù)明,熊振宇,徐海寧. 遺傳. 2014(01)
[10]茉莉酸甲酯調(diào)控陽春砂HMGR、DXR和DXS基因表達(dá)[J]. 魏潔書,楊錦芬,凌敏,劉卉,詹若挺,陳蔚文. 廣州中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(01)
本文編號:3556720
【文章來源】:江西農(nóng)業(yè)大學(xué)江西省
【文章頁數(shù)】:74 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
課題來源
摘要
Abstract
第一章 前言
1.1 萜類化合物的概述
1.2 萜類化合物的生物合成途徑
1.2.1 甲羥戊酸(MVA)生物合成途徑
1.2.2 2-甲基-D-赤蘚糖醇-4-磷酸(MEP)生物合成途徑
1.3 MEP生物合成途徑中關(guān)鍵酶DXS、DXR和 HDR的研究進(jìn)展
1.3.1 1-脫氧-D-木酮糖-5-磷酸合成酶(DXS)
1.3.2 1-脫氧-D-木酮糖-5-磷酸異構(gòu)化酶(DXR)
1.3.3 (E)-4-羥基-3-甲丁-2-烯基二磷酸還原酶(HDR)
1.4 樟樹萜類化合物合成相關(guān)基因的研究進(jìn)展
1.5 研究目的與意義
第二章 樟樹葉組織精油的提取與單萜類化合物含量分析
2.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器
2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料
2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
2.2 實(shí)驗(yàn)方法
2.2.1 樟樹葉組織樣品的采集與提取
2.2.2 精油成分分析樣品的制備
2.2.3 精油成分組成及含量測定條件
2.2.4 數(shù)據(jù)處理及質(zhì)譜檢索
2.3 結(jié)果
2.4 討論
第三章 樟樹DXS、DXR和 HDR的鑒定與生物信息學(xué)分析
3.1 實(shí)驗(yàn)材料
3.2 實(shí)驗(yàn)方法
3.2.1 樟樹DXS、DXR和 HDR的鑒定
3.2.2 樟樹DXS、DXR和 HDR的生物信息學(xué)分析
3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
3.3.1 樟樹DXS、DXR和 HDR的鑒定
3.3.2 樟樹DXS、DXR和 HDR的理化性質(zhì)分析
3.3.3 樟樹DXS、DXR和 HDR的蛋白二、三級結(jié)構(gòu)分析
3.3.4 樟樹DXS、DXR和 HDR的亞細(xì)胞定位預(yù)測
3.3.5 樟樹DXS、DXR和 HDR的多序列比對和系統(tǒng)進(jìn)化分析
3.4 討論
第四章 樟樹DXS、DXR和 HDR基因的克隆與表達(dá)分析
4.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器
4.1.1 實(shí)驗(yàn)材料
4.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
4.2 實(shí)驗(yàn)方法
4.2.1 樟樹葉組織總RNA的提取
4.2.2 cDNA第一鏈的合成
4.2.3 樟樹MEP途徑基因的克隆
4.2.4 PCR目的條帶回收
4.2.5 回收產(chǎn)物連接與轉(zhuǎn)化
4.2.6 陽性單克隆篩選與測序
4.2.7 單萜類精油合成關(guān)聯(lián)分析
4.2.8 基因表達(dá)式樣分析
4.2.9 激素處理分析
4.3 結(jié)果
4.3.1 樟樹葉片總RNA的提取
4.3.2 樟樹DXS、DXR和 HDR基因的克隆
4.3.3 基因的測序與驗(yàn)證
4.3.4 樟樹DXS、DXR和 HDR基因表達(dá)與單萜類精油合成關(guān)聯(lián)分析
4.3.5 樟樹DXS、DXR和 HDR基因的表達(dá)式樣分析
4.3.6 不同激素誘導(dǎo)樟樹DXS、DXR和 HDR基因的表達(dá)動態(tài)分析
4.4 討論
第五章 結(jié)論與展望
5.1 結(jié)論
5.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄
致謝
個(gè)人簡歷
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]香樟GGPPS基因的克隆及生物信息學(xué)分析[J]. 曹先爽,王進(jìn),張瑤瑤,王煜煒,馬曉江,宋麗,湯鋒,岳永德. 基因組學(xué)與應(yīng)用生物學(xué). 2018(08)
[2]香樟FPPS基因的克隆及生物信息學(xué)分析[J]. 張瑤瑤,宋麗,劉偉,曹先爽,王煜煒,王進(jìn). 分子植物育種. 2018(19)
[3]香樟MK基因的克隆與生物信息學(xué)分析[J]. 曹先爽,王進(jìn),張瑤瑤,王煜煒,馬曉江,宋麗,湯鋒,岳永德. 熱帶作物學(xué)報(bào). 2017(12)
[4]萜類化合物的合成生物學(xué)研究進(jìn)展[J]. 孫麗超,李淑英,王鳳忠,辛鳳姣. 生物技術(shù)通報(bào). 2017(01)
[5]滇牡丹1-脫氧-D-木酮糖-5-磷酸合酶(DXS)基因的克隆及功能分析[J]. 趙能,原曉龍,陳中華,楊宇明,王娟,王毅. 基因組學(xué)與應(yīng)用生物學(xué). 2017(07)
[6]香樟1-脫氧-D-木酮糖-5-磷酸還原異構(gòu)酶基因CcDXR1的克隆和表達(dá)分析[J]. 鄭漢,荊禮,姚娜,楊青山,彭華勝,申業(yè),黃璐琦. 藥學(xué)學(xué)報(bào). 2016(09)
[7]基于CRISPR/Cas9技術(shù)的煙草NtDXR基因敲除及功能分析[J]. 聶夢云,高軍平,羅培,陳曉樂,易小慧,王根洪,夏慶友. 煙草科技. 2016(06)
[8]玉米ZmHDR基因的分子克隆及生物信息學(xué)分析[J]. 魯曉民,王振華,張新,張前進(jìn),魏昕. 河南農(nóng)業(yè)科學(xué). 2014(08)
[9]樟樹5種化學(xué)類型葉片轉(zhuǎn)錄組分析[J]. 江香梅,伍艷芳,肖復(fù)明,熊振宇,徐海寧. 遺傳. 2014(01)
[10]茉莉酸甲酯調(diào)控陽春砂HMGR、DXR和DXS基因表達(dá)[J]. 魏潔書,楊錦芬,凌敏,劉卉,詹若挺,陳蔚文. 廣州中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(01)
本文編號:3556720
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