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《东北农业大学》 2010年
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大豆C4H基因克隆及生物信息学分析

王安娜  
【摘要】: 大豆(Glycine max (L.) Merr.)是我国重要的粮食和油料作物,含有丰富的蛋白质和脂肪,综合利用价值高,而因为重迎茬问题引起了严重的连作障碍,导致大豆抗逆性降低,产量大幅度下降。近年来,研究表明次生代谢产物的化感效应也是引起连作障碍的重要原因之一,同时次生代谢已成为植物分子生物学研究的热点之一。苯丙烷代谢途径是植物最重要的次生代谢途径之一。肉桂酸-4-羟基化酶(C4H,EC 1.14.13.11),又称反式肉桂酸-4-单氧化酶,催化肉桂酸羟化作用产生4-香豆酸盐,是苯丙烷途径中继L-苯丙氨酸解氨酶(PAL)之后的第二个关键酶。为了从分子水平上揭示大豆C4H的结构特点,并为提高其表达活性提供理论依据,本研究以大豆绥农14为材料,利用RT-PCR技术进行大豆肉桂酸-4-羟基化酶基因mRNA(C4H mRNA);利用PCR技术进行大豆肉桂酸-4-羟基化酶基因组基因(C4H DNA)的分离克隆并结合RACE技术进行C4H基因3’末端基因的克隆。在此基础上,利用生物信息学手段对C4H mRNA推导出的蛋白质序列进行主要结构分析和功能预测。通过上述研究得到以下结果: 利用RT-PCR方法成功地从大豆叶片中克隆了肉桂酸-4-羟基化酶基因mRNA(C4H mRNA)(登录号为FJ770468)。获得的C4H mRNA基因长度为1766bp,编码区1521bp,与已公布的C4H mRNA序列(登录号为X92437)的编码区相似性达98.77%,两者只有1个碱基的差异(位于1237位的碱基),并与其它植物的该基因序列具有同源性,应用NCBI上的Blast X工具将C4H cDNA的测序结果推导出的蛋白质序列与已知的C4H蛋白质序列(登录号为Q42797)比较,相似性达99.80%,两者只有1个氨基酸的差异(位于396位的氨基酸),编码一个含有506个氨基酸残基的多肽。 运用PCR扩增技术首次克隆了大豆肉桂酸-4-羟基化酶基因组基因C4H DNA(登录号为HM036117)。测序结果表明,C4H DNA含有1个外显子,无内含子,外显子序列与获得的C4H mRNA序列完全一致。 结合RACE技术克隆了大豆C4H基因3’末端序列,并将登录号为FJ770468的大豆C4H基因mRNA升级到FJ770468 updata,长度为1799bp。 用ExPasy软件包和TOPPRED在线分析C4H的理化特性,结果表明C4H的理论等电点PI=5.30,Mw=39092;C4H是易溶、亲水性较强的蛋白,同时有两个明显的疏水峰,有2个跨膜肽段;并运用DNAMAN6.0软件构建了C4H的系统进化树。通过HNN分析二级结构预测结果显示,C4H的α螺旋(Alpha helix)(Hh):251,49.60%,β折叠(Extended strand)(Ee):52,10.28%,无规卷曲(Random coil)(Cc):203,40.12%;Geno3d模建预测,C4H蛋白中β折叠区有57个折叠,折叠区间有24个α螺旋,此外还有14个卷曲结构。氨基酸序列和结构分析显示C4H蛋白包含了一个保守区,即P450 domain。利用SignalP分析得到信号肽存在几率、信号肽锚定几率均为0.498,切割位点位于28和29位氨基酸之间。
【学位授予单位】:东北农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:S565.1

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 陈伟;应用基因沉默技术调节大豆脂肪酸代谢进而选育高油和高油酸大豆新材料[D];东北师范大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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10 孙晓昕;吕博;高嵩;徐娜;姜长阳;;落葵嫩茎高效再生体系建立的研究[J];安徽农学通报;2007年19期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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3 宋宇琴;崔芳;刘艳红;吴国良;王勇;;核桃枝条总酚和黄酮类物质含量的测定[A];第四届全国干果生产、科研进展研讨会论文集[C];2005年
4 郝艳宾;齐建勋;王克建;张建甫;吴春林;王维霞;;核桃仁中的多酚及其抗氧化活性的初步研究[A];第四届全国干果生产、科研进展研讨会论文集[C];2005年
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6 王勇;吴国良;宋玉琴;;酚类物质在果树上的生理作用研究进展[A];中国园艺学会第七届青年学术讨论会论文集[C];2006年
7 宋士清;尚庆茂;张志刚;;外源水杨酸诱导黄瓜幼苗对灰霉病菌抗性的生化机制[A];中国园艺学会第七届青年学术讨论会论文集[C];2006年
8 谷端银;王秀峰;;次生代谢产物研究进展及在蔬菜育种上的应用前景[A];中国园艺学会第七届青年学术讨论会论文集[C];2006年
9 王克建;范志远;齐建勋;郝艳宾;;铁核桃品种“漾泡”、“三台”种仁主要营养成分分析[A];第五届全国干果生产、科研进展学术研讨会论文集[C];2007年
10 王亚娟;单志华;杨利华;邵双喜;;结合鞣中氧化淀粉对鞣剂的吸收阻尼[A];2010年全国皮革化学品会议论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵祯;绿茶多酚对脑缺血大鼠血脑屏障的保护作用及机制的研究[D];中国医科大学;2009年
2 许光辉;基于基因芯片技术的刺五加改善果蝇睡眠作用的机制研究[D];黑龙江中医药大学;2010年
3 彭祺;镧对UV-B辐射胁迫下大豆幼苗内源激素与类黄酮代谢影响[D];江南大学;2010年
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7 何小勇;翅荚木种源遗传多样性及其抗低温胁迫能力研究[D];中南林业科技大学;2007年
8 韩瑞丽;鸡visfatin和PRDM16基因遗传变异及其效应与表达研究[D];西北农林科技大学;2010年
9 高翠芳;模糊聚类新算法及应用研究[D];江南大学;2011年
10 王延书;葡萄果实着色前后ABA代谢合成关键酶的基因表达分析[D];山东农业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 周荧;腐乳发酵过程中大豆异黄酮组分的变化及理化性质的研究[D];华中农业大学;2010年
2 钟慧臻;荔枝果肉多酚及脂肪酸指纹图谱初步研究[D];华中农业大学;2010年
3 万鹏;荔枝果汁非酶褐变机理研究[D];华中农业大学;2010年
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6 余轩;‘磨盘柿’果实乙醇和冻融脱涩技术的研究[D];华中农业大学;2010年
7 张杰;基于支持向量机和蛋白质全序列的蛋白质—蛋白质相互作用预测[D];郑州大学;2010年
8 王秀菊;蓝莓干酒及蓝莓酒渣花色苷提取工艺的研究[D];山东农业大学;2010年
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10 吕俊杰;真核基因剪接位点识别算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张边江;周梅仙;姚淑;;C_4光合作用的基因工程研究进展[J];安徽农学通报;2006年07期
2 蔡小宁;陈茜;杨平;任源浩;;磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的生物信息学分析[J];安徽农业科学;2008年03期
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中国博士学位论文全文数据库 前9条
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2 林文慧;拟南芥磷脂酰肌醇信号传导途径相关基因的表达谱分析及多磷酸肌醇-5-磷酸酶的生理功能研究[D];中国科学院研究生院(上海生命科学研究院);2005年
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5 杨文杰;大豆MYB转录因子基因的克隆及其表达研究[D];四川农业大学;2007年
6 王茂丽;美国发展生物柴油对中国大豆市场的影响[D];华中农业大学;2009年
7 胡亚平;油料作物油脂合成相关基因的转录、克隆和功能比较研究[D];中国农业科学院;2009年
8 金太成;大豆DREB基因GmDREB1改良紫花苜蓿耐盐性的研究[D];东北师范大学;2010年
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中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 龙丽坤;大豆PEP羧化酶反义基因的克隆和载体构建[D];吉林农业大学;2003年
2 宋凯;应用基因沉默技术培育高油酸大豆[D];东北师范大学;2005年
3 蔡一荣;农杆菌介导的高油酸大豆遗传转化方法的建立[D];东北师范大学;2006年
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5 王德龙;棉花种子油脂形成期全长cDNA文库构建与pepc基因克隆[D];中国农业科学院;2009年
【二级引证文献】
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1 杜景红;刘丽君;;大豆fad3c基因沉默载体的构建[J];大豆科学;2013年01期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【相似文献】
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2 吴瑞;朱家红;张全琪;张治礼;;巴西橡胶树LIM结构域基因克隆与生物信息学分析[J];热带生物学报;2010年01期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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10 冯佩英;黄怀球;谢治;孙九峰;李希清;张军民;鲁莎;席丽艳;;马尔尼菲青霉酵母相Rsr1基因的克隆及其生物信息学分析[A];中华医学会第16次全国皮肤性病学术年会摘要集[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
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3 黄勇娣;世界首例转基因克隆兔在沪诞生[N];解放日报;2007年
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9 李建平;首例荧光转基因克隆猪所产猪崽再次被确认具有荧光特征[N];大众科技报;2008年
10 记者 王中宙;25只转基因克隆绵羊在内蒙古农业大学诞生[N];呼和浩特日报(汉);2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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9 肖逸群;一种编码拟南芥钙调素结合蛋白基因的载体构建及其初步表达[D];华中师范大学;2007年
10 赵昌;基于锚定RT-PCR的青蒿EST克隆、测序及生物信息学分析[D];广州中医药大学;2007年
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