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《东北农业大学》 2002年
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芸薹属(Brassica)脂肪酸合成基因的分子标记及系统发育分析

李柱刚  
【摘要】: 芸薹属是十字花科植物300多个属中最为重要的一个属,它包括许多重要的蔬菜、油料和饲料作物。芸薹属中的大白菜(结球白菜)、小白菜(不结球白菜)和结球甘蓝(洋白菜)是我国栽培面积最大的蔬菜作物,其中大白菜原产于中国,是人们喜爱食用的蔬菜之一。 脂肪酸代谢是芸薹属作物的重要代谢途径之一,尤以它的合成途径更重要。脂肪酸既有重要的生理功能,又有巨大的使用价值。在生物体内,脂肪酸既是细胞膜脂的主要成分,又是细胞内重要的能源物质,参与植物的抗逆反应。 拟南芥和芸薹属同属十字花科,通过它们之间的比较作图,两者之间的共线性被大量发现。本实验就是根据拟南芥控制脂肪酸合成关键基因的保守区设计简并引物,以芸薹属植物总DNA为模板进行KR反应,分析其产物在芸薹属中的分布。此外,还对PCR产物进行了测序,利用将校对好的序列在Genebank中进行BIASTx搜索,对其编码的氨基酸序列进行同向排列,用DNAStar4.05进行序列的对比。用NTSYSpc 2.02h软件中的相似距阵,采用邻接法(neighbor joining method)对芸薹属进行亲缘关系聚类。用DNAStar4.05中的Clustal Method进行构建芸薹属系统发育树。现将主要结果总结如下: 1.脂肪酸合成基因在芸薹属中存在着从单拷贝到多拷贝的分布,其中有的高达八个拷贝,如OXOR基因在矮脚黄油菜和芜菁为八个拷贝。基因在芸薹属的分布,除A基因组大致相同外,其余基因组之间没有规律性,而且大小之间有的差异不大,只是FAD6基因在矮脚黄油菜上有一个明显大于其它的片段(3054bp以上).脂肪酸合成基因在拟南芥的分布基本为单拷贝,只是ENAR和ACP基因为双拷贝,特别ACC基因出现了三个拷贝。 2.首次研究了大白菜中的脂肪酸合成基因。FAEl、FAD2,FAD3基因在大白菜上的分布为单拷贝,ACP和DELTE9基因为双拷贝,ACC、FAD6和KAS3基因在大白菜上的分布为三个拷贝,OXOR和ENAR两个基因在大白菜上均为六个拷贝,而且它们之间的大小也有差别。 3.芸薹属AA基因组中,芜菁与大白菜,小白菜的相似程度低,而大、小白菜亲缘故系比较密切,鼬基因组和其它基因组的距离较远。三个复合种之间,AACC和BBCC的亲缘关系最近。复合种同基本种之间的关系是:AABB和AA基因组的关系,要比它同BB的关系近,BBCC同CC基因组的关系,要比它同BB基因组近。 4.脂肪酸合成的同一种基因如FAE1和FAD2基因在芸薹属中存在着保守性,即同一种基因在芸薹属不同种上的同源性较高。而且,拟南芥中的基因不能与芸薹属中的相应基因明显地分开,而且被聚为一类,说明FAE1或者FAD2基因的分化较这些物种的分化为早。 5.不仅脂肪酸合成基因在芸薹属中进化具有保守性,而且某些不同的基因序列如酮乙酰CoA合成酶和草乙酰-乙酰载体蛋白合成酶基因和FAE1基因序列之间也存在着一定的保守性,这与它们在细胞中催化相似的反应有关,也说明它们可能由共同的基因进 辛柱刚ABWCT 200.5 化而来。
【学位授予单位】:东北农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:Q943

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