桂花(Osmanthus fragrans Lour.)屬于木犀科(Oleaceae)木犀屬(Osmanthus)植物。作為中國十大傳統(tǒng)名花之一,香氣獨特,不僅廣泛應用于古代園林以及現(xiàn)代園林的植物造景中,而且被列為重要的天然保健和香料植物,應用于香料及食品加工產(chǎn)業(yè)和芳香療法。桂花依據(jù)花色和花期的不同,分為銀桂、金桂、丹桂和四季桂四個品種群。丹桂品種群的花色最深,以橙色為主調(diào),一般認為,其感知的香味不及黃色調(diào)的金桂和白色調(diào)的銀桂,且同一品種群中不同品種的花香也存在一定的差異。前人從香氣與色素物質(zhì)的理化成分上對桂花的花香與花色進行了初步的研究,但其色香形成及其關(guān)系的分子機理尚未見報道。萜類物質(zhì)既是桂花花香的主要成分和重要香氣活性物質(zhì),也是花色的重要組成部分,但有關(guān)其生物合成代謝機理的研究并不多。本研究分離克隆與桂花花香、花色合成相關(guān)的基因,分析主要香氣和色素物質(zhì)代謝路徑基因的轉(zhuǎn)錄水平,尋找控制桂花色香形成的關(guān)鍵基因,從分子水平對桂花色香形成的機理進行了探討,為桂花的色香調(diào)控及分子育種奠定基礎。主要研究結(jié)果如下:1.不同發(fā)育時期桂花花瓣和幼葉的cDNA-AFLP分析以’柳葉金桂’為材料,采用...

【文章頁數(shù)】：161 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
縮略詞表
第一章 文獻綜述
    1 引言
    2 花香研究進展
        2.1 萜類物質(zhì)的生物合成
        2.2 苯丙/苯環(huán)型物質(zhì)的生物合成
        2.3 脂肪酸衍生物質(zhì)的生物合成
        2.4 支鏈氨基酸衍生物質(zhì)的生物合成
        2.5 植物中揮發(fā)性物質(zhì)的釋放調(diào)控
    3 花色研究進展
        3.1 類黃酮/花青素的研究進展
            3.1.1 類黃酮/花青素的結(jié)構(gòu)與顏色
            3.1.2 類黃酮/花青素的合成途徑
            3.1.3 花青素的修飾
            3.1.4 轉(zhuǎn)錄水平上的調(diào)控
        3.2 類胡蘿卜素研究進展
            3.2.1 類胡蘿卜素的成分
            3.2.2 類胡蘿卜素的生物合成
            3.2.3 類胡蘿卜素生物合成的調(diào)控和類胡蘿卜素的積累
        3.3 甜菜堿素研究進展
    4 花香與花色關(guān)系的研究進展
        4.1 花青素與香氣物質(zhì)之間的關(guān)系研究
        4.2 類胡蘿卜素與香氣物質(zhì)之間的關(guān)系研究
    5 桂花花香研究進展
    6 桂花花色研究進展
    7 本研究的目的及意義
第二章 基于cDNA-AFLP分析桂花花發(fā)育過程中基因的表達差異
    1 前言
    2 材料與方法
        2.1 材料
        2.2 方法
            2.2.1 RNA的提取及檢測
            2.2.2 mRNA的分離
            2.2.3 雙鏈cDNA的合成及純化
            2.2.4 雙鏈cDNA的酶切
            2.2.5 cDNA-AFLP分析
            2.2.6 差異片段的回收與二次擴增
            2.2.7 目的片段的純化、克隆與測序
            2.2.8 序列分析
    3 結(jié)果與分析
        3.1 桂花總RNA的提取
        3.2 mRNA分離與雙鏈cDNA合成
        3.3 酶切產(chǎn)物與預擴增體系優(yōu)化
        3.4 選擇擴增引物組合評價
        3.5 選擇擴增產(chǎn)物的變性聚丙烯凝膠電泳分析及差異片段的回收
        3.6 差異表達片段的功能分析
        3.7 差異表達基因的Real-time qPCR檢測
    4 討論
        4.1 總RNA的提取及mRNA的分離
        4.2 內(nèi)切酶的選擇和選擇擴增引物的篩選
        4.3 差異表達基因片段的功能分析
    5 小結(jié)
第三章 單萜物質(zhì)的釋放與積累及其生物合成的關(guān)鍵TPS基因分析
    1 前言
    2 材料與方法
        2.1 材料
        2.2 方法
            2.2.1 香氣物質(zhì)的頂空收集與溶劑提取
            2.2.2 糖苷揮發(fā)物的提取
            2.2.3 GC-MS分析
            2.2.4 總RNA提取與基因表達量分析
            2.2.5 基因的克隆
            2.2.6 生物信息學分析
            2.2.7 超表達載體的構(gòu)建
            2.2.8 OfTPS基因的瞬時超表達和穩(wěn)定遺傳轉(zhuǎn)化
            2.2.9 原核表達載體的構(gòu)建
            2.2.10 重組質(zhì)粒在大腸桿菌中的誘導表達及SDS-PAGE分析
            2.2.11 重組蛋白的分離純化及體外酶活性分析
    3 結(jié)果與分析
        3.1 ‘鎘橙丹桂'與'柳葉金桂’的花香揮發(fā)物比較
        3.2 不同發(fā)育時期單萜物質(zhì)揮發(fā)與積累分析
        3.3 單萜物質(zhì)釋放與積累的晝夜節(jié)律分析
        3.4 參與單萜代謝基因的表達分析
        3.5 OfTPS基因的克隆與序列分析
        3.6 OfTPS基因植物超表達功能驗證
        3.7 OfTPS蛋白的原核表達及酶活性分析
        3.8 OfTPS基因的時間表達模式分析
        3.9 OfTPS基因的空間表達模式分析
    4 討論
        4.1 單萜的釋放與糖苷化
        4.2 MEP路徑中的基因分析
        4.3 TPS基因的表達分析
        4.4 TPS基因的序列與功能特征
    5 小結(jié)
第四章 類胡蘿卜素裂解雙加氧酶(CCD1和CCD4)的功能分析
    1 前言
    2 材料與方法
        2.1 材料
        2.2 方法
            2.2.1 香氣物質(zhì)的頂空收集與溶劑提取
            2.2.2 GC-MS分析
            2.2.3 類胡蘿卜素的提取
            2.2.4 類胡蘿卜素的HPLC分析
            2.2.5 總RNA提取與基因表達量分析
            2.2.6 基因的克隆
            2.2.7 生物信息學分析
            2.2.8 原核表達載體的構(gòu)建
            2.2.9 重組質(zhì)粒在大腸桿菌中的誘導表達及SDS-PAGE分析
            2.2.10 OfCCD重組蛋白在原核體內(nèi)的HPLC和GC-MS分析
            2.2.11 重組蛋白的分離純化及體外酶活性分析
    3 結(jié)果與分析
        3.1 ‘鎘橙丹桂’與'柳葉金桂’類胡蘿卜素分析
        3.2 ‘鎘橙丹桂'與'柳葉金桂'類胡蘿卜素衍生香氣物質(zhì)分析
        3.3 參與類胡蘿卜素代謝基因的表達分析
        3.4 OfCCD基因的克隆與序列分析
        3.5 OfCCD基因在不同組織的表達分析
        3.6 OfCCD蛋白的原核表達及原核體內(nèi)功能分析
        3.7 OfCCD蛋白的分離純化及體外功能分析
    4 討論
        4.1 參與類胡蘿卜素合成、轉(zhuǎn)化及裂解代謝基因?qū)ㄉ挠绊?br>        4.2 OfCCD4a的功能缺失導致桂花中類胡蘿卜素的積累
        4.3 OfCD1、OfCCD4a和OfCCD4b具有不同的底物特異性
    5 小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
參考文獻
附表1 cDNA-AFLP差異表達片段的功能預測
己發(fā)表文章
參加項目情況
致謝



本文編號：3779926