杜氏盐藻六个藻种生化指标的研究以及D.Salina中ACCase Beta亚基的克隆

杜氏盐藻六个藻种生化指标的研究以及D.Salina中ACCase Beta亚基的克隆

论文摘要

本论文通过扩大培养杜氏盐藻藻种进行研究。实验准确的记录了盐藻的生长周期并绘制成生长曲线,六个藻种细胞生长速度差异不大,均在大约140h后进入对数生长期,约210h后进入稳定期,这和其他报道一致。对六种盐藻的生化指标进行研究,结果表明:所研究的6种杜氏盐藻均含大量营养元素,Dunaliella parva油脂含量高达细胞干重的44.30%,Dunaliella salina油脂含量为细胞干重的12.47%。叶绿素的含量在19.7μg/ml到29.2μg/ml之间。同时采用3,5-2硝基水杨酸法测定杜氏盐藻细胞中的多糖含量,在对蛋白质含量的测定上与以往采用了同样的Bradford法,但对样品的处理方式不同,本研究直接以离心收集的湿藻细胞进行,迄今为止还没有这方面的报道。由于盐藻总脂含量较高,结合目前的研究热点:生物柴油,实验首次从D.salina中克隆了乙酰辅酶A羧化酶(Acetyl-CoA Carboxylase,ACCase,EC 6.4.1.2)的Beta亚基。乙酰辅酶A羧化酶属于生物素包含酶(biotincontaining enzyme)的类型Ⅰ(typeⅠ)。乙酰辅酶A羧化酶(ACCase)催化脂肪酸合成的第一步,是脂肪酸合成的限速酶。乙酰辅酶A羧化酶(ACCase)具有催化乙酰辅酶A形成丙二酸单酰辅酶A的羧化作用,是在脂肪酸合成和代谢中起重要作用的中间代谢物。ACCase包括不同的形式,被不同的基因编码,本试验选择油脂含量最少,但目前研究的最多的藻种Dunaliella salina进行乙酰辅酶A羧化酶Beta亚基的克隆。根据真核生物NP045833.1(chloroplast Chlorella vulgaris)、YP635822.1(chloroplast Oltmannsiellopsis viridis)、YP636254.1(chloroplast Pseudendoclonium akinetum)以及YP635920.1(plastid Helicosporidium sp.ex Simulium jonesii)等的ACCβ基因的氨基酸高度保守序列,设计一对简并引物,利用TRIzol试剂提取杜氏盐藻(Dunaliella salina)细胞的总RNA,通过RT-PCR,得到的一段长为400bp左右的cDNA片段,该片段与其他物种的ACCB基因具有很高的相似性。在此基础上进行5’和3’RACE扩增盐藻ACCβ基因的末端,得到全长为1288bp的盐藻ACCβ基因,产物与T载体连接后转化至大肠杆菌Top10中,经筛选后测序,将测序结果推导成氨基酸序列进行同源性分析。结果表明在盐藻中所获得的该cDNA片段,核苷酸长度为1288bp,编码349个氨基酸,genebank登录号分别为EF363909,ABO33321.1,推导的氨基酸序列与下列物种的ACCβ基因进行同源性比较:NP045833.1(chloroplast Chlorella vulgaris)为84%、YP635822.1(chloroplast Oltmannsiellopsis viridis)为82%、YP636254.1(chloroplast Pseudendoclonium akinetum)为80%。乙酰辅酶A羧化酶是一多亚基的酶,本实验成功克隆的Beta亚基,对以后的研究奠定了坚实的基础。

论文目录

  • 目录
  • 表目录
  • 图目录
  • 摘要
  • 英文摘要
  • 引言
  • 第一章 六种盐藻生化指标的研究
  • 1 材料和方法
  • 1.1 材料
  • 1.2 方法
  • 1.2.1 细胞生长测定
  • 1.2.2 藻细胞的收集
  • 1.2.3 油脂的测定
  • 1.2.4 叶绿素的测定
  • 1.2.5 多糖的测定
  • 1.2.6 蛋白质的测定
  • 2 结果与讨论
  • 2.1 藻细胞的生长曲线
  • 2.2 收集的藻细胞
  • 2.3 六种杜氏盐藻中油脂、叶绿素、总糖、总蛋白的含量结果
  • 2.3.1 六种杜氏盐藻的油脂含量测定结果
  • 2.3.2 六种杜氏盐藻的叶绿素含量
  • 2.3.3 六种杜氏盐藻的总糖含量
  • 2.3.4 六种杜氏盐藻的蛋白质含量
  • 3 讨论
  • 第二章 D.salina ACCase Beta亚基的克隆与序列分析
  • 1 材料
  • 1.1 研究用藻种、工程菌和克隆载体
  • 1.2 研究用试剂盒、工具酶和其他试剂
  • 1.3 主要仪器
  • 1.4 引物合成和测序
  • 2 方法
  • 2.1 盐藻ACCase Beta基因cDNA的克隆
  • 2.1.1 盐藻细胞的培养
  • 2.1.2 简并引物的设计
  • 2.1.3 盐生杜氏藻总RNA的提取
  • 2.1.4 反转录cDNA的制备
  • 2.1.5 盐藻ACC Beta subunit基因cDNA片段RT-PCR扩增
  • 2.1.6 PCR产物的纯化
  • 2.1.7 感受态细胞的制备
  • 2.1.8 连接反应及转化
  • 2.1.9 阳性克隆菌株的筛选及鉴定
  • 2.1.10 杜氏盐藻ACCase Beta亚基 基因cDNA片段的测序分析和序列比对
  • 2.2 RACE
  • 2.2.1 3'RACE
  • 2.2.2 5'RACE
  • 2.2.3 基因全长的获得
  • 2.2.4 盐藻ACCase Beta亚基的生物信息学预测
  • 3 结果
  • 3.1 杜氏盐藻RNA纯度及质量鉴定
  • 3.2 RT-PCR扩增杜氏盐藻ACCase Beta亚基基因的cDNA片段
  • 3.3 杜氏盐藻ACCase Beta亚基cDNA片段的同源性分析
  • 3.4 盐生杜氏藻ACC Beta亚基全长cDNA的获得
  • 4 讨论
  • 第三章 盐藻和乙酰辅酶A羧化酶的研究综述
  • 1 盐藻的生物学特性
  • 1.1 形态特征
  • 1.2 盐藻细胞的生活史
  • 1.3 分布与分类
  • 1.4 盐藻的生理生化特征
  • 1.5 盐藻的细胞组成
  • 2 环境因子对盐藻生长的影响
  • 2.1 盐度
  • 2.2 温度和PH
  • 2.3 光照
  • 2.4 主要的营养条件
  • 2.4.1 碳源
  • 2.4.2 氮源和磷源
  • 2.4.3 其他元素
  • 3 盐藻的营养学研究
  • 4 盐藻的养殖
  • 5 乙酰辅酶A羧化酶的生物学特性
  • 5.1 乙酰辅酶A羧化酶的类型及分布
  • 5.1.1 异质型ACCase
  • 5.1.2 同质型ACCase
  • 5.2 乙酰辅酶A羧化酶的功能与调节
  • 5.2.1 在光诱导下ACCase调节脂肪酸的合成
  • 5.2.2 ACCase是脂肪酸合成反馈调节的作用位点
  • 5.3 乙酰辅酶A羧化酶的基因工程
  • 5.3.1 抗AOPPs和CHDs除草剂基因工程
  • 5.3.2 提高植物种子含油量基因工程
  • 5.3.3 提高藻类油脂含量基因工程
  • 结论与展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 作者在学期间取得的学术成果
  • 相关论文文献

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