柑橘類胡蘿卜素代謝調控的基因挖掘
發(fā)布時間：2021-07-14 16:12
類胡蘿卜素,作為維生素A的前體物質,對人類健康具有重要作用。柑橘,作為產量世界第一的水果,含有豐富的類胡蘿卜素。類胡蘿卜素的含量和組成決定了柑橘果實的外觀品質,營養(yǎng)價值和經濟效益。因此,柑橘類胡蘿卜素的研究具有重要意義。本研究基于柑橘類胡蘿卜素代謝的研究進展及對色澤相關的組學數據的分析篩選,結合定量表達、序列分析和轉基因實驗,對調控柑橘果實類胡蘿卜素代謝的基因進行了挖掘和驗證。主要研究結果如下:1.分析了多個組學數據,篩選到了與類胡蘿卜素調控相關的候選基因Cgb HLH28和Cg PK1（Protein Kinase）。通過對低溫處理血橙轉錄組、套袋處理紫皮柚轉錄組以及已發(fā)表的番茄超表達OR（ORANGE Protein）轉錄組的分析,篩選到了與類胡蘿卜素調控相關的候選基因Cgb HLH28。通過對琯溪蜜柚及其色澤突變體全基因組重測序比較分析,篩選到了與類胡蘿卜素調控相關的候選基因Cg PK1。2.驗證了候選基因Cgb HLH28和Cg PK1的表達量,證實了候選基因表達量與植物中類胡蘿卜素含量呈正相關。通過對候選基因Cgb HLH28和Cg PK1在琯溪蜜柚及其色澤突變體和多色澤愈傷...
【文章來源】：華中農業(yè)大學湖北省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】：61 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
植物類胡蘿卜素代謝結構通路圖（Sunetal2018）
柑橘類胡蘿卜素代謝調控的基因挖掘92材料與方法2.1實驗材料2.1.1植物材料本研究所用琯溪蜜柚（白色果肉）及其色澤突變體紅肉蜜柚（紅色果肉）和黃金蜜柚（黃色果肉）花后90，120和150天果實，均采自福建省漳州市平和縣小溪鎮(zhèn)，所用華農紅心柚果實采自華中農業(yè)大學柑橘標本園（圖2）。本研究所用愈傷組織為柑橘RM33系愈傷和蘋果野生型愈傷，蘋果超表達crtB愈傷，蘋果超表達crtB+MYB1愈傷，均由實驗室平臺自行繼代保存。轉基因所用哥倫比亞型擬南芥（Arabidopsisthaliana），為本實驗室保存。圖2琯溪蜜柚和華農紅心柚轉色期表型WF，白肉琯溪蜜柚；YF，黃肉琯溪蜜柚；RF，紅肉琯溪蜜柚；HXY，華農紅心柚；標尺，1cmFig.2Phenotypesof‘Guanximiyou’and‘Huanonghongxin’pummeloinbreakerstageWF,‘Guanximiyou’Pummelowithwhiteflesh;YF,‘Guanximiyou’Pummelowithyellowflesh;RF,‘Guanximiyou’Pummelowithredflesh;HXY,‘Huanonghongxin’Pummelo;Scale,1cm2.1.2菌株與質粒本研究所用大腸桿菌（Escherichiacoli）菌株Trans5α，采購于TransGen公司；農桿菌（Agrobacteriumtumefaciens）菌株GV3101和DHA105，采購于唯地生物公司；植物超表達載體為Gateway系列終載體pH7WG2D和pK7WG2D；克隆載體pEASY-blunt和pTOPO-blunt購自于TransGen公司。
華中農業(yè)大學2020屆碩士研究生學位論文20蜜柚和黃肉琯溪蜜柚的全基因組重測序比較分析發(fā)現，DNA序列上有一個位點在紅肉琯溪蜜柚與白肉琯溪蜜柚之間存在一個高置信度的SNP變異，在紅肉琯溪蜜柚中該位點為CC純合，而在白肉琯溪蜜柚和紅肉琯溪蜜柚中該位點為CT雜合（圖3），并且本實驗室研究人員利用該位點成功開發(fā)了區(qū)分琯溪蜜柚白肉和紅肉的分子標記（羅鑫2019）。因此，本研究推測該SNP可能與琯溪蜜柚色澤變異有關，對包含該SNP位點的基因調取出來進行序列比對，發(fā)現其為玉米凝集素受體蛋白ZmPK1在柚中的同源基因CgPK1。而此前有研究報導，煙草中凝集素受體蛋白NtFERL可以影響類胡蘿卜素的積累，說明凝集素受體蛋白也具有調控類胡蘿卜素的可能性。為了進一步深化該SNP位點的應用價值，驗證基因CgPK1的功能，本研究將其作為調控柑橘類胡蘿卜素的候選基因進行后續(xù)的實驗驗證。圖3琯溪蜜柚全基因組重測序鑒定SNP位點（羅鑫2019）WF，白肉琯溪蜜柚；YF，黃肉琯溪蜜柚；RF，紅肉琯溪蜜柚Fig.3Whole-genomeresequencingof‘Guanximiyou’PummeloidentifiedtheSNPloci（Luo2019）WF,‘Guanximiyou’pummelowithwhiteflesh;YF,‘Guanximiyou’pummelowithyellowflesh;RF,‘Guanximiyou’pummelowithredflesh;DAF,dayafterflower
【參考文獻】：
期刊論文
[1]bHLH transcription factor SmbH LH92 negatively regulates biosynthesis of phenolic acids and tanshinones in Salvia miltiorrhiza[J]. Jian-hong Zhang,Hai-zhou Lv,Wan-jing Liu,Ai-jia Ji,Xin Zhang,Jing-yuan Song,Hong-mei Luo,Shi-lin Chen. Chinese Herbal Medicines. 2020(03)
[2]類受體蛋白激酶NtFERL對煙草質體色素含量的影響[J]. 徐國云,翟妞,劉萍萍,張慧,陳千思,鄭慶霞,金立鋒,陳霞,曹培健,周會娜. 煙草科技. 2019(01)
[3]植物蛋白激酶研究進展[J]. 張春寶,趙麗梅,趙洪錕,董英山. 生物技術通報. 2011(10)
博士論文
[1]柑橘番茄紅素β-環(huán)化酶基因功能分析及其轉錄調控研究[D]. 盧素文.華中農業(yè)大學 2017
[2]利用柑橘愈傷組織研究植物類胡蘿卜素積累的調控機理[D]. 高慧君.華中農業(yè)大學 2013
[3]甜橙（Citrus sinensis Osbeck）紅肉突變體類胡蘿卜素合成相關基因的克隆與特性分析[D]. 陶能國.華中農業(yè)大學 2006
[4]柑橘體細胞胞質遺傳及葉綠體SSR引物開發(fā)研究[D]. 程運江.華中農業(yè)大學 2004
[5]幾個柑桔產區(qū)果實色澤評價及紅肉臍橙（Citrus sinensis L.cv.Cara cara）果肉呈色機理初探[D]. 徐娟.華中農業(yè)大學 2002
碩士論文
[1]琯溪蜜柚色澤突變體類胡蘿卜素代謝特征分析[D]. 張亞卿.華中農業(yè)大學 2013
本文編號：3284472
【文章來源】：華中農業(yè)大學湖北省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】：61 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
植物類胡蘿卜素代謝結構通路圖（Sunetal2018）
柑橘類胡蘿卜素代謝調控的基因挖掘92材料與方法2.1實驗材料2.1.1植物材料本研究所用琯溪蜜柚（白色果肉）及其色澤突變體紅肉蜜柚（紅色果肉）和黃金蜜柚（黃色果肉）花后90，120和150天果實，均采自福建省漳州市平和縣小溪鎮(zhèn)，所用華農紅心柚果實采自華中農業(yè)大學柑橘標本園（圖2）。本研究所用愈傷組織為柑橘RM33系愈傷和蘋果野生型愈傷，蘋果超表達crtB愈傷，蘋果超表達crtB+MYB1愈傷，均由實驗室平臺自行繼代保存。轉基因所用哥倫比亞型擬南芥（Arabidopsisthaliana），為本實驗室保存。圖2琯溪蜜柚和華農紅心柚轉色期表型WF，白肉琯溪蜜柚；YF，黃肉琯溪蜜柚；RF，紅肉琯溪蜜柚；HXY，華農紅心柚；標尺，1cmFig.2Phenotypesof‘Guanximiyou’and‘Huanonghongxin’pummeloinbreakerstageWF,‘Guanximiyou’Pummelowithwhiteflesh;YF,‘Guanximiyou’Pummelowithyellowflesh;RF,‘Guanximiyou’Pummelowithredflesh;HXY,‘Huanonghongxin’Pummelo;Scale,1cm2.1.2菌株與質粒本研究所用大腸桿菌（Escherichiacoli）菌株Trans5α，采購于TransGen公司；農桿菌（Agrobacteriumtumefaciens）菌株GV3101和DHA105，采購于唯地生物公司；植物超表達載體為Gateway系列終載體pH7WG2D和pK7WG2D；克隆載體pEASY-blunt和pTOPO-blunt購自于TransGen公司。
華中農業(yè)大學2020屆碩士研究生學位論文20蜜柚和黃肉琯溪蜜柚的全基因組重測序比較分析發(fā)現，DNA序列上有一個位點在紅肉琯溪蜜柚與白肉琯溪蜜柚之間存在一個高置信度的SNP變異，在紅肉琯溪蜜柚中該位點為CC純合，而在白肉琯溪蜜柚和紅肉琯溪蜜柚中該位點為CT雜合（圖3），并且本實驗室研究人員利用該位點成功開發(fā)了區(qū)分琯溪蜜柚白肉和紅肉的分子標記（羅鑫2019）。因此，本研究推測該SNP可能與琯溪蜜柚色澤變異有關，對包含該SNP位點的基因調取出來進行序列比對，發(fā)現其為玉米凝集素受體蛋白ZmPK1在柚中的同源基因CgPK1。而此前有研究報導，煙草中凝集素受體蛋白NtFERL可以影響類胡蘿卜素的積累，說明凝集素受體蛋白也具有調控類胡蘿卜素的可能性。為了進一步深化該SNP位點的應用價值，驗證基因CgPK1的功能，本研究將其作為調控柑橘類胡蘿卜素的候選基因進行后續(xù)的實驗驗證。圖3琯溪蜜柚全基因組重測序鑒定SNP位點（羅鑫2019）WF，白肉琯溪蜜柚；YF，黃肉琯溪蜜柚；RF，紅肉琯溪蜜柚Fig.3Whole-genomeresequencingof‘Guanximiyou’PummeloidentifiedtheSNPloci（Luo2019）WF,‘Guanximiyou’pummelowithwhiteflesh;YF,‘Guanximiyou’pummelowithyellowflesh;RF,‘Guanximiyou’pummelowithredflesh;DAF,dayafterflower
【參考文獻】：
期刊論文
[1]bHLH transcription factor SmbH LH92 negatively regulates biosynthesis of phenolic acids and tanshinones in Salvia miltiorrhiza[J]. Jian-hong Zhang,Hai-zhou Lv,Wan-jing Liu,Ai-jia Ji,Xin Zhang,Jing-yuan Song,Hong-mei Luo,Shi-lin Chen. Chinese Herbal Medicines. 2020(03)
[2]類受體蛋白激酶NtFERL對煙草質體色素含量的影響[J]. 徐國云,翟妞,劉萍萍,張慧,陳千思,鄭慶霞,金立鋒,陳霞,曹培健,周會娜. 煙草科技. 2019(01)
[3]植物蛋白激酶研究進展[J]. 張春寶,趙麗梅,趙洪錕,董英山. 生物技術通報. 2011(10)
博士論文
[1]柑橘番茄紅素β-環(huán)化酶基因功能分析及其轉錄調控研究[D]. 盧素文.華中農業(yè)大學 2017
[2]利用柑橘愈傷組織研究植物類胡蘿卜素積累的調控機理[D]. 高慧君.華中農業(yè)大學 2013
[3]甜橙（Citrus sinensis Osbeck）紅肉突變體類胡蘿卜素合成相關基因的克隆與特性分析[D]. 陶能國.華中農業(yè)大學 2006
[4]柑橘體細胞胞質遺傳及葉綠體SSR引物開發(fā)研究[D]. 程運江.華中農業(yè)大學 2004
[5]幾個柑桔產區(qū)果實色澤評價及紅肉臍橙（Citrus sinensis L.cv.Cara cara）果肉呈色機理初探[D]. 徐娟.華中農業(yè)大學 2002
碩士論文
[1]琯溪蜜柚色澤突變體類胡蘿卜素代謝特征分析[D]. 張亞卿.華中農業(yè)大學 2013
本文編號：3284472
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