【摘要】：甜瓜(Cucumis melo L.)屬葫蘆科甜瓜屬,一年生雙子葉草本植物。本研究通過(guò)對(duì)本實(shí)驗(yàn)室前期完成的甜瓜轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)檢索,篩選在甜瓜果實(shí)成熟期和呼吸躍變期高表達(dá)的CmNADP-ME3和CmDFR11作為候選基因,對(duì)其序列進(jìn)行生物信息學(xué)分析;利用實(shí)時(shí)熒光定量方法,分析兩個(gè)候選基因在甜瓜果實(shí)不同發(fā)育時(shí)期和不同組織器官中的表達(dá)量;克隆并構(gòu)建超表達(dá)載體及CRISPR/Cas9基因編輯載體,通過(guò)子房注射法將構(gòu)建好的載體轉(zhuǎn)入甜瓜中。通過(guò)研究取得如下主要結(jié)果:1.應(yīng)用生物信息學(xué)方法對(duì)CmNADP-ME和CmDFR進(jìn)行全基因組鑒定獲得6個(gè)CmNADP-ME家族成員和14個(gè)CmDFR家族成員。對(duì)CmNADP-ME3和CmDFR11基因的啟動(dòng)子元件分析發(fā)現(xiàn),CmNADP-ME3基因啟動(dòng)子包含脫落酸、茉莉酸、乙烯、水楊酸、生長(zhǎng)素、赤霉素應(yīng)答元件;CmDFR11基因的啟動(dòng)子包含脫落酸、水楊酸、生長(zhǎng)素、赤霉素應(yīng)答元件。染色體定位顯示CmNADP-ME3位于3號(hào)染色體上,CmDFR11位于7號(hào)染色體上。2.實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測(cè)發(fā)現(xiàn),CmNADP-ME3基因在甜瓜果實(shí)的成熟期表達(dá)量迅速上升,并在呼吸躍變期達(dá)到最高值,且極其顯著高于根、莖、葉中表達(dá)量(P-value0.01),分別是根、莖、葉中的51倍、9.2倍和32倍;CmDFR11基因在甜瓜果實(shí)的成熟期表達(dá)量迅速上升,并在成熟期達(dá)到最高值,且極其顯著高于根、莖、葉中表達(dá)量(P-value0.01),分別是根、莖、葉中的40倍、40倍和15.6倍。3.通過(guò)RT-PCR成功克隆得到CmNADP-ME3的開(kāi)放閱讀框全長(zhǎng),長(zhǎng)度為1770 bp;和CmDFR11的開(kāi)放閱讀框全長(zhǎng),長(zhǎng)度為1059 bp。4.通過(guò)穩(wěn)定遺傳轉(zhuǎn)化法發(fā)現(xiàn),CmNADP-ME3超表達(dá)T_1甜瓜果實(shí)比對(duì)照早熟4-6天;且CmNADP-ME3在超表達(dá)T_1甜瓜果實(shí)中的表達(dá)量是對(duì)照組的5倍;CmDFR11超表達(dá)T_1甜瓜果實(shí)比對(duì)照早熟4-6天;且CmDFR11在超表達(dá)T_1甜瓜果實(shí)中的表達(dá)水平是對(duì)照組的3.08倍。以上結(jié)果初步表明CmNADP-ME3和CmDFR11的表達(dá)有促進(jìn)甜瓜果實(shí)成熟的作用。
【圖文】：

圖 1.1 NADP-ME 代謝調(diào)節(jié)途徑[23]Fig. 1.1 Metabolic regulation pathway of NADP-ME[23]NADP-ME 在細(xì)菌、動(dòng)物、植物、原核等生物中普遍存在，在高等生物體細(xì)胞中主要于細(xì)胞質(zhì)、線粒體、葉綠體中。目前蘋(píng)果酸酶有輔酶Ⅰ型—蘋(píng)果酸酶和輔酶Ⅱ型—蘋(píng)果酸種，，其分類(lèi)依據(jù)是根據(jù)其結(jié)合的輔酶因子的不同。也可根據(jù)該酶在組織、細(xì)胞中存在部同而分為的兩種類(lèi)型的 NADP-ME：質(zhì)體型 NADP-ME 與胞質(zhì)型 NADP-ME，分別存在物細(xì)胞的質(zhì)體中和細(xì)胞質(zhì)中[39]；在植物中還可根據(jù)該酶的功能的不同而分為光合型與非型。其中光合型 NADP-ME 主要在 C4 植物的維管束鞘細(xì)胞的葉綠體中存在，景天酸植細(xì)胞質(zhì)中也有光合型 NADP-ME 存在，參與 C4 植物及 CAM（景天酸代謝途徑）代謝植光合作用過(guò)程，即 NADP-ME 通過(guò)催化蘋(píng)果酸脫羧，此過(guò)程中產(chǎn)生的 CO2參與光合作用反應(yīng)中 CO2的固定，即被 Rubisco 酶的光合碳固定過(guò)程中利用[40,41]；而非光合型 NADP- C3、C4、CAM 植物中普遍存在，主要參與植物的防御反應(yīng)、脂肪酸的生物合成及細(xì)胞[42]

內(nèi)蒙古大學(xué)碩士學(xué)位論文素是一類(lèi)脂溶性色素，其合成前體是異戊二植物中主要存在于細(xì)胞的有色體膜細(xì)胞內(nèi)，可為植茄、木瓜等）提供黃色、橙色等一系列顏色。類(lèi)護(hù)光合器官[66]；可作為脫落酸的前體；也可通過(guò)防止有害氧自由基的積累，從而達(dá)到抵抗氧化損誘昆蟲(chóng)授粉及散播種子等[68]。葉綠素（包括葉綠體的類(lèi)囊體薄膜上。為植物提供綠色，植物葉片綠素，而葉綠素不吸收綠光，綠光被反射折回所要功能是參與植物的光合作用中捕獲光過(guò)程，是酚類(lèi)次生代謝產(chǎn)物，含有 15 個(gè)碳原子(C6-C3-C圖 1.2）[69]。類(lèi)黃酮在植物中廣泛存在，參與植除即抗氧化[75]、抗真菌[76]、以及對(duì)重金屬的抗性
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：S652

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本文編號(hào)：2628118