香蕉果實(shí)直鏈淀粉合成關(guān)鍵酶基因MaGBSSI-3的功能及表達(dá)調(diào)控機(jī)制解析
發(fā)布時(shí)間:2021-11-06 23:13
香蕉屬于芭蕉科(Musaceaae)芭蕉屬(Musa)多年生常綠大型草本單子葉植物,是熱帶和亞熱帶地區(qū)最重要的糧食及經(jīng)濟(jì)作物。香蕉果實(shí)富含淀粉,是影響其產(chǎn)量和品質(zhì)的基礎(chǔ)物質(zhì)。而淀粉中的直鏈淀粉直接決定了果實(shí)甜味、糯性等品質(zhì)。顆粒結(jié)合型淀粉合成酶(Granule-Bound Starch Synthase,GBSS)是決定直鏈淀粉合成的關(guān)鍵酶,因此全面、系統(tǒng)而深入的研究MaGBSSI-3的功能,將為豐富香蕉基因資源、改善品質(zhì),滿足人們對(duì)糯性、甜味等多樣化需求奠定基礎(chǔ)。本研究擬在對(duì)香蕉果實(shí)MaGBSSI-3基因的克隆及生物信息學(xué)分析的基礎(chǔ)上,對(duì)該基因進(jìn)行農(nóng)桿菌介導(dǎo)的番茄遺傳轉(zhuǎn)化及畢赤酵母(Pichia pastoris)表達(dá),此外,通過對(duì)MaGBSSI-3基因啟動(dòng)子的克隆及關(guān)鍵響應(yīng)元件的調(diào)控分析,以期對(duì)香蕉果實(shí)直鏈淀粉合成關(guān)鍵酶基因MaaGBSSI-3的功能及表達(dá)調(diào)控機(jī)制有一個(gè)全新且系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。本研究主要結(jié)果如下:(1)建立在香蕉A基因組分析的基礎(chǔ)上,通過同源克隆法獲得了 MaGBSSI-3,登錄號(hào)為:KF512022。生物信息學(xué)分析表明:MaGBSSI-3開放閱讀框?yàn)?75 bp,位于1...
【文章來源】:海南大學(xué)海南省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:125 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1世界香蕉主產(chǎn)區(qū)分布圖??Fig.l?Banana-producing?areas?of?the?world?map??
成的淀粉一般為貯藏型淀粉。在成熟的葉綠體中,通過光合作用可合成ATP,進(jìn)??行碳固定等過程。同時(shí),對(duì)于植物體內(nèi)過剩的能源,將轉(zhuǎn)化為淀粉貯藏于植物??塊根、塊莖、種子等儲(chǔ)藏器官(圖3)。??<31?'?[>???門??\7??????圖3光合作用與淀粉合成??Fig.3?Photosynthesis?and?Starch?Synthesis??大多數(shù)綠色植物都含有淀粉,并且在植物葉片、果實(shí)、花粉粒、根、芽和??莖干等所有器官中均可檢測到。淀粉能借助滲透壓使植物在儲(chǔ)藏大量碳水化合??物的同時(shí)又維持細(xì)胞本身的水平衡(Medeiros?et?al.,2013)。19世紀(jì)科學(xué)家就發(fā)現(xiàn)??用強(qiáng)光照射葉片可以促進(jìn)葉綠體中淀粉顆粒的形成;而在光線較弱或延長黒暗??時(shí)間的條件下,葉片中淀粉會(huì)消失(Teller?etal.,?1938)。淀粉的積累與葉片光合??作用過程中碳攝取有關(guān)(Radin?eta丨.,丨989)。在植物葉片中,通過葉綠體進(jìn)行光??合和碳固定,進(jìn)而再合成淀粉。同時(shí),在黑夜植物體又將自身合成的淀粉運(yùn)輸??到細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體,通過呼吸作用分解成為供植物代謝的各種物質(zhì)和能量??(Haslametal.,2004)。光照條件下合成的淀粉在黑暗條件下會(huì)降解,降解的產(chǎn)物??一般用于合成蔗糖。但在夜間
當(dāng)合成一定長度主鏈后,在SBE酶的催化作用下通過ct-l,6-糖苷鍵與??線性多糖主鏈連接而形成分支側(cè)鏈,同時(shí)在SSS酶的催化作用下進(jìn)一步延伸而??合成支鏈淀粉(圖4)。??co2??Triose-P—-|L-H.Triose-P??y?I?’?|?j??Calvin-Benson??cycle?F^'??21?2??/;:?J?F6P??G6P?i?4??G1P?1?5?Sucrose??I?Starch?j?g?|?:?G1P?"??、一人1?6?7?8??V?.....?V?L?.1?.?UDPG????Sucrose-P??Chloroplast?Cytosol??圖4淀粉的釀合成(自貝米勒,2〇l3)??Fig.4?Enzymatic?synthesis?of?starch(From?Bemiller,?2013)??8??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]中美洲國家香蕉貿(mào)易情況[J]. 汪匯源. 世界熱帶農(nóng)業(yè)信息. 2015(12)
[2]香蕉果實(shí)生長發(fā)育動(dòng)態(tài)規(guī)律的研究[J]. 方昭,遲志廣,馬翠鳳,王斌,李寶深. 農(nóng)業(yè)研究與應(yīng)用. 2015(06)
[3]寧夏枸杞果實(shí)發(fā)育過程中淀粉代謝和質(zhì)體超微結(jié)構(gòu)研究h[J]. 鄭國琦,劉根紅,張磊,楊淑娟,楊涓,胡正海. 西北植物學(xué)報(bào). 2014(09)
[4]第二屆中國香蕉產(chǎn)業(yè)發(fā)展研討會(huì)在南寧隆重召開[J]. 鄒偉. 農(nóng)家之友. 2014(06)
[5]3個(gè)香蕉品種的果實(shí)淀粉形狀與含量及風(fēng)味物質(zhì)比較[J]. 苗紅霞,金志強(qiáng),孫佩光,劉偉鑫,魏守興,徐碧玉. 西北植物學(xué)報(bào). 2014(03)
[6]香蕉果實(shí)抗性淀粉含量變化及其與其他類型淀粉相關(guān)性分析[J]. 苗紅霞,金志強(qiáng),劉偉鑫,張建平,孫佩光,徐碧玉. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué). 2013(24)
[7]葉菜型甘薯品種‘百薯1號(hào)’莖尖不同部位淀粉含量變化的研究[J]. 王銳,歐行奇,李新華. 中國農(nóng)學(xué)通報(bào). 2013(30)
[8]香蕉采后果肉硬度與淀粉代謝變化[J]. 苗紅霞,金志強(qiáng),劉偉鑫,劉菊華,張建斌,賈彩紅,徐碧玉. 中國農(nóng)學(xué)通報(bào). 2013(28)
[9]12個(gè)木薯品種淀粉特性分析[J]. 堯瑞霞,周斌,趙水香,潘亮,喬愛民. 中國熱帶農(nóng)業(yè). 2013(03)
[10]硬肉桃果實(shí)成熟前后呼吸和淀粉酶活性變化及其與硬度的關(guān)系[J]. 胡留申,紀(jì)仁芬,李培環(huán),顧志新,施瑞炳,熊帥. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué). 2013(02)
博士論文
[1]香蕉葉片糖代謝若干關(guān)鍵酶基因的克隆及其在低溫脅迫下的表達(dá)研究[D]. 匡云波.福建農(nóng)林大學(xué) 2012
[2]小麥淀粉合成關(guān)鍵酶基因啟動(dòng)子的克隆與特征[D]. 苗紅梅.河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 2004
碩士論文
[1]谷子農(nóng)藝性狀和蒸煮品質(zhì)與GBSS1基因等位變異分析[D]. 陳曉敏.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013
[2]香蕉果實(shí)特異表達(dá)啟動(dòng)子的分離鑒定[D]. 王紀(jì).海南大學(xué) 2010
[3]西南糯玉米地方品種waxy基因表達(dá)研究[D]. 王勇斌.四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 2009
[4]小麥顆粒結(jié)合淀粉合成酶(GBSS)結(jié)合特性與模擬構(gòu)象研究[D]. 郭華.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2006
[5]玉米淀粉分支酶SBEⅡb基因啟動(dòng)子的克隆與功能分析[D]. 徐亞維.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué) 2005
[6]香蕉果實(shí)成熟相關(guān)基因的克隆及表達(dá)分析及橡膠乙烯受體基因的克隆[D]. 楊小亮.華南熱帶農(nóng)業(yè)大學(xué) 2004
[7]香蕉采后果實(shí)成熟特異表達(dá)基因的分離與鑒定[D]. 蘇偉.華南熱帶農(nóng)業(yè)大學(xué) 2003
本文編號(hào):3480706
【文章來源】:海南大學(xué)海南省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:125 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1世界香蕉主產(chǎn)區(qū)分布圖??Fig.l?Banana-producing?areas?of?the?world?map??
成的淀粉一般為貯藏型淀粉。在成熟的葉綠體中,通過光合作用可合成ATP,進(jìn)??行碳固定等過程。同時(shí),對(duì)于植物體內(nèi)過剩的能源,將轉(zhuǎn)化為淀粉貯藏于植物??塊根、塊莖、種子等儲(chǔ)藏器官(圖3)。??<31?'?[>???門??\7??????圖3光合作用與淀粉合成??Fig.3?Photosynthesis?and?Starch?Synthesis??大多數(shù)綠色植物都含有淀粉,并且在植物葉片、果實(shí)、花粉粒、根、芽和??莖干等所有器官中均可檢測到。淀粉能借助滲透壓使植物在儲(chǔ)藏大量碳水化合??物的同時(shí)又維持細(xì)胞本身的水平衡(Medeiros?et?al.,2013)。19世紀(jì)科學(xué)家就發(fā)現(xiàn)??用強(qiáng)光照射葉片可以促進(jìn)葉綠體中淀粉顆粒的形成;而在光線較弱或延長黒暗??時(shí)間的條件下,葉片中淀粉會(huì)消失(Teller?etal.,?1938)。淀粉的積累與葉片光合??作用過程中碳攝取有關(guān)(Radin?eta丨.,丨989)。在植物葉片中,通過葉綠體進(jìn)行光??合和碳固定,進(jìn)而再合成淀粉。同時(shí),在黑夜植物體又將自身合成的淀粉運(yùn)輸??到細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體,通過呼吸作用分解成為供植物代謝的各種物質(zhì)和能量??(Haslametal.,2004)。光照條件下合成的淀粉在黑暗條件下會(huì)降解,降解的產(chǎn)物??一般用于合成蔗糖。但在夜間
當(dāng)合成一定長度主鏈后,在SBE酶的催化作用下通過ct-l,6-糖苷鍵與??線性多糖主鏈連接而形成分支側(cè)鏈,同時(shí)在SSS酶的催化作用下進(jìn)一步延伸而??合成支鏈淀粉(圖4)。??co2??Triose-P—-|L-H.Triose-P??y?I?’?|?j??Calvin-Benson??cycle?F^'??21?2??/;:?J?F6P??G6P?i?4??G1P?1?5?Sucrose??I?Starch?j?g?|?:?G1P?"??、一人1?6?7?8??V?.....?V?L?.1?.?UDPG????Sucrose-P??Chloroplast?Cytosol??圖4淀粉的釀合成(自貝米勒,2〇l3)??Fig.4?Enzymatic?synthesis?of?starch(From?Bemiller,?2013)??8??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]中美洲國家香蕉貿(mào)易情況[J]. 汪匯源. 世界熱帶農(nóng)業(yè)信息. 2015(12)
[2]香蕉果實(shí)生長發(fā)育動(dòng)態(tài)規(guī)律的研究[J]. 方昭,遲志廣,馬翠鳳,王斌,李寶深. 農(nóng)業(yè)研究與應(yīng)用. 2015(06)
[3]寧夏枸杞果實(shí)發(fā)育過程中淀粉代謝和質(zhì)體超微結(jié)構(gòu)研究h[J]. 鄭國琦,劉根紅,張磊,楊淑娟,楊涓,胡正海. 西北植物學(xué)報(bào). 2014(09)
[4]第二屆中國香蕉產(chǎn)業(yè)發(fā)展研討會(huì)在南寧隆重召開[J]. 鄒偉. 農(nóng)家之友. 2014(06)
[5]3個(gè)香蕉品種的果實(shí)淀粉形狀與含量及風(fēng)味物質(zhì)比較[J]. 苗紅霞,金志強(qiáng),孫佩光,劉偉鑫,魏守興,徐碧玉. 西北植物學(xué)報(bào). 2014(03)
[6]香蕉果實(shí)抗性淀粉含量變化及其與其他類型淀粉相關(guān)性分析[J]. 苗紅霞,金志強(qiáng),劉偉鑫,張建平,孫佩光,徐碧玉. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué). 2013(24)
[7]葉菜型甘薯品種‘百薯1號(hào)’莖尖不同部位淀粉含量變化的研究[J]. 王銳,歐行奇,李新華. 中國農(nóng)學(xué)通報(bào). 2013(30)
[8]香蕉采后果肉硬度與淀粉代謝變化[J]. 苗紅霞,金志強(qiáng),劉偉鑫,劉菊華,張建斌,賈彩紅,徐碧玉. 中國農(nóng)學(xué)通報(bào). 2013(28)
[9]12個(gè)木薯品種淀粉特性分析[J]. 堯瑞霞,周斌,趙水香,潘亮,喬愛民. 中國熱帶農(nóng)業(yè). 2013(03)
[10]硬肉桃果實(shí)成熟前后呼吸和淀粉酶活性變化及其與硬度的關(guān)系[J]. 胡留申,紀(jì)仁芬,李培環(huán),顧志新,施瑞炳,熊帥. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué). 2013(02)
博士論文
[1]香蕉葉片糖代謝若干關(guān)鍵酶基因的克隆及其在低溫脅迫下的表達(dá)研究[D]. 匡云波.福建農(nóng)林大學(xué) 2012
[2]小麥淀粉合成關(guān)鍵酶基因啟動(dòng)子的克隆與特征[D]. 苗紅梅.河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 2004
碩士論文
[1]谷子農(nóng)藝性狀和蒸煮品質(zhì)與GBSS1基因等位變異分析[D]. 陳曉敏.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013
[2]香蕉果實(shí)特異表達(dá)啟動(dòng)子的分離鑒定[D]. 王紀(jì).海南大學(xué) 2010
[3]西南糯玉米地方品種waxy基因表達(dá)研究[D]. 王勇斌.四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 2009
[4]小麥顆粒結(jié)合淀粉合成酶(GBSS)結(jié)合特性與模擬構(gòu)象研究[D]. 郭華.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2006
[5]玉米淀粉分支酶SBEⅡb基因啟動(dòng)子的克隆與功能分析[D]. 徐亞維.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué) 2005
[6]香蕉果實(shí)成熟相關(guān)基因的克隆及表達(dá)分析及橡膠乙烯受體基因的克隆[D]. 楊小亮.華南熱帶農(nóng)業(yè)大學(xué) 2004
[7]香蕉采后果實(shí)成熟特異表達(dá)基因的分離與鑒定[D]. 蘇偉.華南熱帶農(nóng)業(yè)大學(xué) 2003
本文編號(hào):3480706
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