紫色马铃薯花青素相关基因的克隆及表达分析

论文摘要

本文克隆并分析了参与紫色马铃薯花青素合成途径中重要的酶基因F3H和CHS。获得长度为953bp黄烷酮-3-羟化酶（F3H）核心片段,通过生物信息学手段,构建了系统发生树来研究代表植物的F3H, ANS和FLS之间的进化关系。结果表明黄酮类化合物生物合成途径中不同功能的酶分别组成相应的分支,F3H分化较另两种酶早。克隆获得查尔酮合成酶（CHS）核心片段,并采用RACE和PCR方法,获得了长为1370bp的StCHS基因的全长cDNA序列,包含一个长度为1170 bp的开放阅读框,编码含有389个氨基酸残基、分子量为42.46 kDa、等电点pI=6.72。蛋白质序列多重比对结果表明,推导的StCHS蛋白和其他植物来源的CHS蛋白具有很高的相似性。RT-PCR分析表明,StCHS基因在紫色马铃薯不同组织中表达水平不同,在茎和叶柄中表达较强,而在根、块茎和叶轴中几乎检测不到。这就表明,StCHS基因表达具有组织特异性；StCHS基因表达受赤霉素诱导,但不同实验组之间该基因表达差异不大；StCHS基因表达也受蔗糖诱导,蔗糖浓度为]20 g/L时,花青素含量达到最大为4.8 mg/g·FW,是对照组的7.1倍。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 第1章 文献综述
• 1 花青素的种类和结构
• 2 花青素的生物代谢途径
• 3 花青素生物合成基因工程
• 3.1 苯丙氨酸解氨酶（PAL）
• 3.2 查尔酮合成酶（CHS）
• 3.3 查尔酮异构酶（CHI）
• 3.4 黄烷酮-3-羟化酶（F3H）
• 3.5 黄烷酮-3-羟化酶（F3’H）
• 3.6 花色素合成酶（ANS）
• 3.7 类黄酮-3-O-葡糖基转移酶（UFGT/3GT）
• 4 环境因子对花青素合成的影响
• 4.1 光照
• 4.2 糖
• 4.3 激素
• 5 应用前景和展望
• 参考文献
• 第2章 材料与方法
• 2.1 植物材料及处理
• 2.2 大肠杆菌菌株
• 2.3 实验主要试剂盒及试剂
• 2.4 仪器设备
• 2.5 试验方法
• 2.5.1 紫色马铃薯RNA的提取
• 2.5.2 紫色马铃薯第一链cDNA的合成
• 2.5.3 F3H基因核心片段的克隆
• 2.5.4 StCHS基因的克隆
• 2.5.5 RACE cDNA文库的建立
• 2.5.6 不同处理对CHS表达量及花青素含量的影响
• 第3章 结果和分析
• 3.1 紫色马铃薯F3H基因核心片段的克隆与分析
• 3.1.1 F3H基因核心片段的克隆
• 3.1.2 F3H基因的系统发生树分析
• 3.2 紫色马铃薯口巧基因的克隆与分析
• 3.2.1 stCHS基因全长cDNA的克隆及其特征分析
• 3.2.2 stCHS蛋白的特征分析
• 3.2.3 stCHS蛋白的三维模型分析
• 3.2.4 stCHS基因的系统发生树分析
• 3.2.5 stCHS基因的表达分析
• 第4章 结论
• 参考文献
• 附录一
• 附录二
• 附录三
• 致谢
• 研究生期间发表的文章
• 研究生期间参与的项目