山梨醇转运蛋白基因家族的克隆及其表达分析

论文摘要

山梨醇是木本蔷薇科植物所特有的光合产物、同化运输物与贮存物质,山梨醇转运蛋白是运输山梨醇的关键酶,其结构和功能的研究对山梨醇的运输有重要的作用。但相对蔗糖转运蛋白来说,人们对山梨醇转运蛋白的研究还很有限,对它的作用机理和功能的还不是很清楚。本试验通过实时定量PCR分析了山梨醇转运蛋白不同家族成员在苹果不同组织和发育时期的表达模式,为研究山梨醇转运机制奠定了基础。以‘嘎啦’苹果为试材,分别提取了不同组织部位的RNA,并以叶片中提取的RNA为模板克隆得到了山梨醇转运蛋白ST2、ST3、ST4三个基因的全长cDNA序列,以及ST1和ST5两个基因的cDNA片段;并把Genebank中已经登录的MdSOT6、SOT1定为山梨醇转运家族中的两个家族成员,命名为ST6、ST7。主要的研究结果有:1.采用改良CTAB法从‘嘎啦’苹果叶片中提取到高质量的RNA,利用RT-PCR法克隆得到了ST2、ST3和ST4基因的cDNA全长,并得到STI、ST5基因的cDNA片段。其中,ST2基因全长为1767bp,开放阅读框为1617bp,可编码538个氨基酸残基,对其序列预测分析,结果显示它编码的氨基酸与MdSOT5的同源性为81%;ST3基因全长为1841bp,其开放阅读框长达1578bp,编码526个氨基酸残基,与MdSOT3同源性高达99%;ST4基因全长为1868bp,其完整开放阅读框为1473bp,编码491个氨基酸残基,与MdSOT4同源性也高达99%,ST1、ST5分别于已经登录的SOT2、SOT6的同源性为79%、96%。2.利用实时荧光定量PCR,分析了ST基因家族（从ST1到ST7）在苹果不同组织的相对表达量,以及在果实不同发育时期的表达量,分析了各个基因的具体表达情况,发现STI、ST2、ST3、ST6、ST7在韧皮部的相对表达量很高,因此预测他们可能负责长距离运输,ST4是信号分子、ST5只负责韧皮部装载,是短距离运输蛋白。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 课题的提出
• 1.2 关于糖运输蛋白的研究
• 1.3 关于糖运输过程的研究
• 1.3.1 糖类在植物体内运输的主要途径
• 1.3.2 糖类在植物体内运输的主要机理
• 1.4 蔗糖转运蛋白的基因克隆及其表达模式与功能研究
• 1.4.1 蔗糖转运蛋白的克隆
• 1.4.2 蔗糖转运蛋白的结构和功能
• 1.5 单糖运输蛋白基因克隆及其功能研究
• 1.6 山梨醇运输蛋白的研究
• 1.7 本实验的目的和意义
• 第二章 试验材料与方法
• 2.1 试验材料
• 2.1.1 植物材料
• 2.1.2 菌株与载体
• 2.1.3 试剂与试剂盒
• 2.1.4 主要仪器
• 2.1.5 引物设计与合成
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 苹果叶片总RNA 的提取
• 2.2.2 山梨醇转运蛋白ST2 的克隆
• 2.2.3 山梨醇转运蛋白ST3 的克隆
• 2.2.4 山梨醇转运蛋白ST4 的克隆
• 2.2.5 山梨醇转运蛋白ST5 和STI 的克隆
• 2.2.6 山梨醇转运蛋白ST 基因家族的定量表达
• 2.2.7 数据处理
• 第三章 结果与分析
• 3.1 苹果叶片总RNA 的提取
• 3.2 ST 基因家族的克隆及生物学信息分析
• 3.2.1 ST 基因家族的PCR 克隆
• 3.2.2 ST2 基因的测序结果和生物学信息分析
• 3.2.3 ST3 基因的测序结果及生物学信息分析
• 3.2.4 ST4 基因的测序结果及生物学信息分析
• 3.2.5 ST 基因家族ST2、ST3、ST4 基因之间的对比分析
• 3.3 ST 基因家族定量表达结果分析
• 3.3.1 苹果ST1 基因定量表达分析
• 3.3.2 苹果ST2 基因定量表达分析
• 3.3.3 苹果ST3 基因定量表达分析
• 3.3.4 苹果ST4 基因定量表达分析
• 3.3.5 苹果ST5 基因定量表达分析
• 3.3.6 苹果ST6 基因定量表达分析
• 3.3.7 苹果ST7 基因定量表达分析
• 第四章 讨论
• 4.1 关于RNA 的提取
• 4.2 PCR 反应条件的选择
• 4.3 关于荧光定量PCR
• 4.4 生物信息学技术的应用
• 4.5 ST 基因克隆的意义
• 4.6 苹果ST 基因家族的定量表达
• 4.6.1 ST1 的定量表达
• 4.6.2 ST2 的定量表达
• 4.6.3 ST3 的定量表达
• 4.6.4 ST4 的定量表达
• 4.6.5 ST5 的定量表达
• 4.6.6 ST6 的定量表达
• 4.6.7 ST7 的定量表达
• 第五章 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 作者简介