西瓜果實類胡蘿卜素代謝相關(guān)基因的克隆、表達(dá)與遺傳轉(zhuǎn)化研究

《西瓜果實類胡蘿卜素代謝相關(guān)基因的克隆、表達(dá)與遺傳轉(zhuǎn)化研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、學(xué)校代碼10459學(xué)號或申請?zhí)?01111230118密級博士學(xué)位論文西瓜果實類胡蘿卜素代謝相關(guān)基因的克隆、表達(dá)與遺傳轉(zhuǎn)化研究作者姓名：呂品導(dǎo)師姓名：趙文恩教授學(xué)科門類：工學(xué)專業(yè)名稱：生物化工完成時間：2015年5月AdissertationsubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofDoctorCloning,ExpressionandGeneticTransformationoftheGenesinCarotenoidMetabolismPathwayinWatermelon(Citrulluslanatus)ByPinLvSupervisor:

2、Prof.Wen-enZhaoBiologicalChemicalEngineeringSchoolofChemicalEngineeringandEnergyMay2015學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的科研成果。對本文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者：日期：年月日學(xué)位論文使用授權(quán)聲明本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下完成的論文及相關(guān)的職務(wù)作品，知識產(chǎn)權(quán)歸屬鄭州大學(xué)。根據(jù)鄭州大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)

3、定，同意學(xué)校保留或向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱；本人授權(quán)鄭州大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或者其他復(fù)制手段保存論文和匯編本學(xué)位論文。本人離校后發(fā)表、使用學(xué)位論文或與該學(xué)位論文直接相關(guān)的學(xué)術(shù)論文或成果時，第一署名單位仍然為鄭州大學(xué)。保密論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定。學(xué)位論文作者：日期：年月日中文摘要中文摘要類胡蘿卜素為以多個共軛的碳碳雙鍵為生色系骨架的脂肪族或脂環(huán)族類型化合物，是由植物和微生物合成的一大類色素，因具有多種醫(yī)學(xué)生物學(xué)功能而廣受關(guān)注。西瓜（Citrulluslanatus）屬于大眾化水果之一，瓜瓤所具有的紅

4、、粉紅、黃、白等瓤色是由類胡蘿卜素組成與含量的差異所致的，研究西瓜類胡蘿卜素生物合成積累代謝，并進(jìn)行遺傳操作，探討其抗腫瘤作用，可為西瓜類胡蘿卜素的開發(fā)利用，進(jìn)行西瓜營養(yǎng)育種和種質(zhì)創(chuàng)新提供依據(jù)。本課題從基因水平上分析西瓜果實類胡蘿卜素合成代謝的調(diào)控機(jī)制，并建立農(nóng)桿菌介導(dǎo)的西瓜遺傳轉(zhuǎn)化體系，試圖通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)對西瓜果實類胡蘿卜素的成分進(jìn)行改良。此外，本課題還對番茄紅素和β-胡蘿卜素抗腫瘤作用的分子機(jī)制進(jìn)行研究。主要內(nèi)容如下：利用RT-PCR和RACE技術(shù)從西瓜果實中分離獲得牻牛兒基牻牛兒基焦磷酸合成酶基因GGPS和八氫番茄紅素合成酶基因PSY的cDNA全長序列，并通過生物信息學(xué)方法對其核酸及推導(dǎo)

5、的氨基酸序列進(jìn)行分析。結(jié)果顯示，（1）西瓜GGPS基因cDNA序列全長1,445bp（GenBank登錄號：KF914758），開放閱讀框為1,092bp，編碼363個氨基酸，預(yù)測蛋白分子量約39kDa。西瓜GGPS氨基酸序列與同為葫蘆科的甜瓜和黃瓜GGPS的同源性高達(dá)96%和95%。預(yù)測GGPS蛋白N末端存在一段52位氨基酸組成的轉(zhuǎn)運(yùn)肽信號序列。（2）西瓜PSY基因cDNA序列全長1,561bp（GenBank登錄號：KC166870），開放閱讀框為1,266bp，編碼421個氨基酸，預(yù)測蛋白分子量約47.3kDa。西瓜PSY氨基酸序列與同為葫蘆科的甜瓜和南瓜PSY的同源性分別高達(dá)95%和9

6、4%。預(yù)測PSY蛋白N末端存在一段43位氨基酸組成的轉(zhuǎn)運(yùn)肽信號序列，轉(zhuǎn)運(yùn)肽剪切后的PSY蛋白第209-231位氨基酸為一跨膜螺旋結(jié)構(gòu)。種植四種不同瓤色的西瓜：紅瓤“CN66”、粉瓤“CN62”、黃瓤“ZXG381”和白瓤“ZXG507”，采摘收集各發(fā)育和成熟時期（授粉后6天、12天、18天、24天、30天、36天）的果實樣品，利用HPLC法檢測類胡蘿卜素的組成和含量，通過RT-qPCR技術(shù)分析類胡蘿卜素代謝相關(guān)酶基因（GGPS，PSY，PSY-A，PDS，ZDS，CRTISO，LCYB，CHYB，ZEP，NCED1，NCED2和NCED3）的表達(dá)。結(jié)果顯示，紅瓤“CN66”和粉瓤“CN62”成

7、熟果實中主要含番茄紅素，以及少I中文摘要量的八氫番茄紅素、六氫番茄紅素、δ-胡蘿卜素、β-胡蘿卜素、葉黃素和紫黃質(zhì)。其中，番茄紅素在12DAP時出現(xiàn)，在此后的發(fā)育時期，其含量逐漸增加并成為主要的類胡蘿卜素。在18-30DAP期間，“CN66”中大多數(shù)類胡蘿卜素合成酶基因（包括GGPS）的表達(dá)量大幅增高，而代謝酶基因NCED1和NCED2的表達(dá)量較低，導(dǎo)致該時期類胡蘿卜素的大量積累；黃瓤“ZXG38