本文關(guān)鍵詞：興安落葉松尿苷二磷酸葡萄糖脫氫酶基因的克隆及特性分析

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【摘要】：興安落葉松(Larixgmelinii)為松科落葉松屬的落葉喬木,是大興安嶺地區(qū)荒山造林和森林更新的主要樹種。興安落葉松木材蓄積豐富,材質(zhì)優(yōu)良,可為土木、建筑、裝飾、裝潢、造紙和化纖工業(yè)等提供原料,體現(xiàn)了廣泛的應用價值。UDP-葡萄糖脫氫酶(UGDH)是植物多糖代謝途徑中的關(guān)鍵酶,它催化UDP-葡萄糖(UDP-Glc)氧化生成UDP-葡萄糖醛酸酷(UDP-GlcA)進而轉(zhuǎn)化生成半乳糖醛酸、木糖、阿拉伯糖、芹菜糖等半纖維素和果膠合成的前體物質(zhì)。UGDH的表達豐度影響細胞壁的生物合成,進而影響植物的生長發(fā)育及材質(zhì),所以研究UGDH基因的表達調(diào)控機理具有重要意義。本研究利用兼并PCR和RACE-PCR技術(shù)分離了興安落葉松UDP-葡萄糖脫氫酶基因(命名為LgUGDH2),并對該基因的功能和表達特性進行了分析。LgUGDH2基因的cDNA全長為1795bp,包含1449bp的開放閱讀框(ORF)、108bp的5'-UTR和238bp的3'-UTR,編碼482個氨基酸。實時熒光定量PCR檢測結(jié)果顯示,LgUGDH2在興安落葉松的根、莖、葉中均穩(wěn)定表達,莖中表達量高于葉和根。為深入調(diào)查LgUGDH2的表達調(diào)控機理,利用Tail-PCR技術(shù)克隆了2091bp的LgUGDH2啟動子序列,并利用GUS報告基因深入分析了LgUGDH2的表達模式。序列分析顯示,該基因的啟動子區(qū)域包含赤霉素、乙烯、生長素、細胞分裂素和脫落酸等植物激素應答原件,光誘導原件以及與低溫、干旱等非生物脅迫相關(guān)的應答元件。GUS染色實驗顯示,LgUGDH2基因主要表達在莖、葉的維管組織中,與其功能相對應。為了深入研究LgUGDH2的功能和異源表達特性,構(gòu)建了pBI101-gUGDH2雙元表達載體,并通過農(nóng)瘤桿菌介導的花序浸染法獲得了轉(zhuǎn)基因擬南芥。RT-PCR和酶活性檢測結(jié)果證實了LgUGDH 在轉(zhuǎn)基因擬南芥中的穩(wěn)定表達。超表達LgUGDH2基因擬南芥的表型分析結(jié)果顯示,LgUGDH2的過量表達促進了轉(zhuǎn)基因擬南芥的營養(yǎng)生長,提高了植株中可溶性糖的含量,增加了半纖維素和果膠的積累。以上研究結(jié)果表明,可通過對半纖維素和果膠合成路徑中的關(guān)鍵酶UGDH進行遺傳修飾調(diào)控植物的生長發(fā)育,進而有目的地改良材質(zhì)。該研究成果亦為深入研究興安落葉松LgUGDH2基因的表達調(diào)控機制,并利用該基因進行木本植物的材質(zhì)改良奠定了基礎(chǔ)。
【學位授予單位】：內(nèi)蒙古大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：S791.222;Q943.2

【參考文獻】

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本文編號：1292228