收藏本站
《东北林业大学》 2009年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

白桦木质素合成苯丙氨酸途径相关酶基因的表达和功能分析

宋福南  
【摘要】:木质素为芳香族聚合物,是植物体中含量仅次于纤维素的一类高分子有机物质,主要存在于次生加厚的植物细胞壁中。可为植物提供机械支持,保护植物免受真菌入侵,陆生植物的木质素合成是适应陆地生活的重要特征之一。近几十年的研究已阐明了木质素单体的主要生物合成路线,并证明了木质素含量可被人为调控,并且通过木质素调控能够提高木本植物的制浆率和草料的可消化性等。同时,植物也能适应三种木质素单体(H/G/S) (?)司较大的比例变化。参与木质素生物合成途径的酶有十多种,其中咖啡酰辅酶A 3-O-甲基转移酶(CCoAOMT)是木质素生物合成途径中的一种关键酶,主要催化羟基辅酶A酯的甲基化反应,将咖啡酰辅酶A转化成阿魏酰辅酶A;4-香豆酸:CoA连接酶(4-coumarate:CoA ligase,简称4CL)是连接苯丙酸途径与木质素特异合成途径的关键酶,主要催化肉桂酸生成相应的肉桂酸辅酶A酯,是合成木质素与其它苯丙烷类化合物的代谢流向调控点。 本论文首先分离了白桦肌动蛋白(Actin)基因的全长cDNA,该基因可作为实时定量表达技术的内参。根据不同植物肌动蛋白基因编码区的保守序列设计引物后进行RT-PCR,并采用RACE技术扩增出actin基因cDNA全长序列。白桦actin基因cDNA全长1785bp,其中5’非编码区157 bp,3’非编码区495 bp,编码区1134 bp,编码377个氨基酸。所得序列与GenBank中注册的其它植物肌动蛋白核苷酸序列的相似性均在80%以上,氨基酸序列的相似性高达96%以上,其高度保守性说明该基因与细胞生命活动密切相关,并对白桦4CL蛋白进行结构分析和同源建模。另外,利用RT-PCR和RACE技术从白桦次生木质部中克隆了编码苯丙氨酸解氨酶(PAL)的cDNA,其2322 bp的ORF编码773个氨基酸,其推导的氨基酸序列包含PAL-HAL和PAL两个功能域以及酶活性中心序列GTITASGDLVPLSYIA。BplPALl基因在各组织中均有不同的转录表达,在次生木质部表达最强,其次是幼叶,在花序中的表达量较低,说明BplPAL1基因在各组织中的调控和表达是不同的。 其次,在前期已分离白桦的CCoAOMT和4CL全长cDNA(分别命名BplCCoAOMT1和Bpl4CL1)基础上,利用实时荧光定量PCR和Northern技术对BplCCoAOMT1和Bpl4CL1基因进行了mRNA水平的表达分析。Northern分析结果表明BplCCoAOMT1基因在7、8月份呈较高的转录水平表达。另外,利用实时荧光定量PCR分析白桦各器官和次生木质部在各时期的BplCCoAOMT1和Bpl4CL1基因的相对表达,结果显示6月底至7月初期间BplCCoAOMT1基因在次生木质部中的转录水平表达量较高,7月底达到最高峰。Bpl4CL1基因与BplCCoAOMT1基因相似,但Bpl4CL1基因在植物发育不同时期转录水平的表达差异更大。另外,Bpl4CL1基因与BplCCoAOMT1基因均在次生木质部中的表达量最高,其次是叶,而叶柄中最少。 通过根癌农杆菌介导法将BplCCoAOMT1基因反义分别导入烟草和白桦,利用前期已构建的植物表达载体p121-Bp1CCoAOMT1,对两个烟草品种龙江911和SR-1及白桦进行基因转化,并优化了组培系统。烟草两个品种的转基因程序相同,最终共得到252株卡那霉素抗性的烟草植株。利用外源基因特异引物进行PCR检测,252株中有115株呈阳性。组织化学反应检测结果表明,龙江911转基因植株阳性植株的S型木质素降低。5株转基因烟草的总木质素含量比对照平均降低了39.0%,方差分析显示转基因和非转基因植株的木质素含量差异极其显著。另外,优化了白桦的再生系统和转基因程序,初步推测转基因白桦植株的木质素组分有所改变。这些结果说明反义转化白桦BplCCoAOMT1基因在一定程度影响了了转基因植株木质素的生物合成,初步推测白桦BplCCoAOMT1基因参与木质素合成和S型单体合成。
【学位授予单位】:东北林业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:S792.153

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵艳玲,陆海,陶霞娟,陈雪梅,蒋湘宁;GRP1.8融合反义4CL1基因调控烟草木质素生物合成[J];北京林业大学学报;2003年04期
2 李伟,熊谨,陈晓阳;木质素代谢的生理意义及其遗传控制研究进展[J];西北植物学报;2003年04期
3 马莉;谢秀兰;岳华;;鸡β-actin基因实时荧光定量PCR方法的建立[J];中国畜牧兽医;2007年02期
4 陈永忠,谭晓风,David Clapham;木质素生物合成及其基因调控研究综述[J];江西农业大学学报(自然科学);2003年04期
5 赵华燕,张景昱,刘惠荣,王台,宋艳茹,魏建华;抑制COMT与CCoAOMT调控植物木质素的生物合成[J];科学通报;2002年08期
6 范丙友;陆海;蒋湘宁;;维管植物4-香豆酸:辅酶A连接酶(4CL)研究进展[J];林业科学;2007年02期
7 贾举庆;胡尚连;孙霞;;木质素生物合成影响因素及基因调控[J];林业科技;2007年03期
8 胡新生,韩一凡,邱德有;树木木质素含量的遗传变异研究进展[J];林业科学研究;1999年06期
9 张西锋,沈伟,潘庆杰,白丁平,耿社民;反义RNA技术原理及其在疾病治疗中的应用[J];莱阳农学院学报;2004年01期
10 张晓海,扈廷茂,海燕,李丽莉,王永胜;番茄ACC合成酶基因的反义RNA-核酶嵌合基因植物表达载体的构建及对番茄的转化[J];内蒙古大学学报(自然科学版);2001年01期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 薛永常;杨树木质素合成酶PAL基因的克隆、鉴定及其表达载体的构建[D];中国林业科学研究院;2001年
2 刘雪梅;白桦木质素生物合成酶基因分离及遗传转化的研究[D];东北林业大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 赵华燕;毛白杨木质素合成相关基因分离和转基因杨树植株获得[D];新疆农业大学;2001年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈峰;张正球;张士永;张洪瑞;杨连群;严长杰;;稻米淀粉的生物合成与品质改良的研究进展[J];山东农业科学;2008年03期
2 徐永茹;于成龙;徐田敏;唐萍;彭向永;;钙对感染白粉菌甜瓜幼苗中苯丙烷类物质代谢的影响[J];山东农业科学;2011年02期
3 陈宗伦;张明洲;方结红;刘军;俞晓平;孙传兴;Christer Jansson;;农杆菌介导水稻sbeIIb基因转化体系的建立[J];安徽农学通报;2006年13期
4 李晓毓;赵德刚;李丰伯;;一种适用于木本植物RNA提取的方法[J];安徽农学通报;2007年23期
5 温从雨;周庆;;农作物秸秆还田还地的几种模式与成效[J];安徽农学通报(上半月刊);2011年03期
6 王健;司徒春南;谢双喜;聂林红;杜文军;;黔北地区主要竹种的物理力学强度评价[J];安徽农学通报(上半月刊);2011年05期
7 陈在新,李俊凯,廖咏玲,李华丽;栗仁中主要营养物质含量间的相关性分析[J];安徽农业科学;2005年08期
8 王忠民;石秀花;;野玫瑰色素性质的研究[J];安徽农业科学;2006年10期
9 梁喜龙;郑殿峰;左豫虎;;病害逆境下寄主植物生理生化指标的研究现状与展望[J];安徽农业科学;2006年15期
10 朱学静;殷鸣放;金华;阮成江;姜国斌;;农杆菌介导杨树遗传转化效率的影响因素[J];安徽农业科学;2006年22期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 周琳;王雁;律春燕;彭镇华;;云南野生黄牡丹花色素成分的初步分析及鉴定[A];中国观赏园艺研究进展2011[C];2011年
2 曾思遥;张淑琼;余绍华;唐志玲;陈瑞爱;罗满林;;TaqMan实时荧光定量PCR检测PCV2方法的建立[A];中国畜牧兽医学会兽医公共卫生学分会第三次学术研讨会论文集[C];2012年
3 张爱民;薛建平;;药用植物源杀虫剂的研究进展[A];中医药理论与应用研究——安徽中医药继承与创新博士科技论坛论文集[C];2008年
4 王丽;梁名志;罗正飞;王立波;;儿茶素提取、分离纯化及其分析技术研究进展[A];经济发展方式转变与自主创新——第十二届中国科学技术协会年会(第二卷)[C];2010年
5 程奇;吕蓓;沈桂芳;;能源微藻生产生物柴油的意义及其开发价值[A];经济发展方式转变与自主创新——第十二届中国科学技术协会年会(第二卷)[C];2010年
6 管清美;马锋旺;程顺昌;;反义RNA技术在园艺植物基因工程中的应用[A];中国园艺学会第六届青年学术讨论会论文集[C];2004年
7 张玲;钟晓红;程虹波;戴思慧;黄远飞;;果实采后及贮藏生理研究进展[A];全国第二次设施果树学术讨论会论文汇编[C];2005年
8 陈贵林;李建文;何洪巨;;蔬菜类黄酮研究进展[A];中国园艺学会第十届会员代表大会暨学术讨论会论文集[C];2005年
9 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
10 魏岳荣;黄秉智;杨护;邱继水;许林兵;张明涛;;香蕉感染枯萎病菌4号小种后的生理变化[A];2008园艺学进展(第八辑)——中国园艺学会第八届青年学术讨论会暨现代园艺论坛论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 徐丽;马铃薯Y病毒复制酶基因介导的病毒抗性研究[D];山东农业大学;2010年
2 张升祥;家蚕气味结合蛋白基因的研究[D];山东农业大学;2009年
3 王传堂;生物技术和近红外技术在花生育种中的应用[D];中国海洋大学;2010年
4 刘江燕;木质素及其模型物在不同热化学环境下的解构[D];华南理工大学;2010年
5 刘宏波;甘蓝型油菜抗病虫基因遗传转化及转基因植株抗性鉴定的研究[D];浙江大学;2010年
6 陈晓光;小麦茎秆特征与倒伏的关系及调控研究[D];山东农业大学;2011年
7 马进;水稻条纹病毒(RSV)RNA3、RNA4的克隆与抗RSV转基因水稻的培育[D];山东农业大学;2011年
8 姜芳;马铃薯Y病毒CP基因不同区段对发夹RNA和人工的miRNA介导的病毒抗性的影响[D];山东农业大学;2011年
9 杨雪薇;木质纤维素大分子白腐菌改性机制及热解性质研究[D];华中科技大学;2011年
10 杨培民;白花蛇舌草抗肿瘤有效部位黄酮和多糖的纯化及其脂质体复合物的研究[D];北京中医药大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 贺波;苎麻叶黄酮的提取、分离纯化、结构及抗氧化活性的研究[D];华中农业大学;2010年
2 陈小红;藜蒿硅窗气调保鲜研究[D];华中农业大学;2010年
3 程时军;溶菌酶在肉鸡中的应用及作用机制研究[D];华中农业大学;2010年
4 杨堃;鹅CYP7A1基因克隆、表达调节及表达规律的研究[D];华中农业大学;2010年
5 张晓黎;番茄耐贮藏基因标记开发及辅助自交系选育[D];华中农业大学;2010年
6 曹玉江;黄瓜显微结构及类黄酮和类胡萝卜素关键酶基因表达差异的初步研究[D];华中农业大学;2010年
7 葛红秀;家蚕钙磷蛋白(BmCAPS)的原核表达及定位分析[D];浙江理工大学;2010年
8 海艳;黄酮化合物的化学发光分析研究[D];郑州大学;2010年
9 窦宏伟;SO_2对桑树部分生理生化特性和家蚕谷胱甘肽代谢相关酶的影响[D];山东农业大学;2010年
10 赵青;葡萄种质资源根瘤蚜抗性差异及其与根系次生代谢物质的关系[D];山东农业大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 柳建军,于洪欣,崔德才,于彦丽;通过根癌农杆菌介导法将抗虫基因CpTI导入辣椒的研究[J];山东农业科学;2001年04期
2 朱大保;国外杨树组培微繁技术的进展[J];北京林业大学学报;1990年01期
3 曾庆银,陆海,傅学奇,王沙生,蒋湘宁;银杏木质部特异定位表达基因启动子在转基因烟草中的功能研究[J];北京林业大学学报;2002年01期
4 刘文哲,胡学军,高晓蓉,袁晓东,刘哲,范琦,安利佳;紫穗槐4-香豆酸:CoA连接酶基因的克隆和结构分析[J];北京林业大学学报;2002年04期
5 杨雪萍,陆海,陈雪梅,蒋湘宁;反义4CL1基因转化烟草调控木质素生物合成[J];北京林业大学学报;2003年03期
6 赵艳玲,陆海,陶霞娟,陈雪梅,蒋湘宁;GRP1.8融合反义4CL1基因调控烟草木质素生物合成[J];北京林业大学学报;2003年04期
7 范丙友;胡诗宇;陆海;蒋湘宁;;毛白杨4-香豆酸:辅酶A连接酶可溶性原核表达及活性检测[J];北京林业大学学报;2006年02期
8 郑均宝,张玉满,杨文芝,裴东,田颖川,莽克强;741杨离体叶片再生及抗虫基因转化[J];河北农业大学学报;1995年03期
9 康杰芳,王喆之;头孢霉素类抗生素在转基因烟草中作用的初步研究[J];西北植物学报;2003年01期
10 丛斌,杨茂成,粟波,张丕方;小麦根尖细胞分化过程中木质素合成及其相关酶的活性变化[J];复旦学报(自然科学版);1997年05期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 李伟;桤木苗期不同无性系PAL和木质素及生长关系的研究[D];中国林业科学研究院;2001年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孔华;郭安平;郭运玲;刘恩平;贺立卡;;木质素生物合成及转基因调控研究进展[J];热带农业工程;2009年05期
2 李金花;张绮纹;牛正田;卢孟柱;Carl J Douglas;;木质素生物合成及其基因调控的研究进展[J];世界林业研究;2007年01期
3 谷振军;张党权;黄青云;;木质素合成关键酶基因与造纸植物转基因改良应用研究[J];中南林业科技大学学报;2010年03期
4 舒庆惠;白桦尺蠖的生物学特性与防治[J];北京林业大学学报;1988年03期
5 杨传平,杨晶,寇晓东,杨兵,杨贺道,刘兆刚;白桦木材纤维与生长特性的遗传差异[J];东北林业大学学报;1992年06期
6 李景云,詹亚光,刘虹,滕文华,王会仁,林艳,张维,张鹏,彭冬梅;白桦嫩枝扦插繁殖技术的研究(Ⅱ)[J];东北林业大学学报;1995年03期
7 王运德;;北方盆景良材——白桦[J];花木盆景(花卉园艺);1995年05期
8 王超,夏德安,杨传平,姜静,李慧玉;白桦杂交种子与杂交亲本的关系[J];东北林业大学学报;2004年02期
9 盖学瑞,张国锋,刘宪,陈岩,夏晶,王炜,周广柱;白桦移植关键技术的研究[J];科技情报开发与经济;2005年14期
10 宋福南;杨传平;刘雪梅;;白桦雌花发育过程中内源激素动态变化[J];植物生理学通讯;2006年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李晓阳;黄新华;;只有生物技术能拯救世界——基因调控是发展绿色高效农业的捷径[A];新世纪(首届)全国绿色环保农药技术论坛暨产品展示会论文集[C];2002年
2 谭业辉;王畅;李薇;王冠军;;红系造血分化中EDRF基因的表达变化及调控[A];第11次中国实验血液学会议论文汇编[C];2007年
3 杜宏伟;杨柳燕;肖琳;;转聚磷激酶基因应用及其调控的研究进展[A];江苏省遗传学会第七届二次代表大会暨学术研讨会论文摘要汇编[C];2008年
4 刘洪;赵彦艳;王珺;李光宇;吕晶玉;;CYP4F2基因调控区Myb反应元件鉴定[A];第六次全国医学遗传学学术会议文摘汇编[C];2005年
5 张振华;程安春;汪铭书;;沙门氏菌外膜蛋白分子免疫学研究进展[A];第四届第九次全国学术研讨会暨饲料和动物源食品安全战略论坛论文集(下册)[C];2008年
6 林丽娜;林育纯;陈慧峰;陈雯;林忠宁;;PP2A催化亚基与肿瘤发生发展作用机制的研究进展[A];中国毒理学会生化与分子毒理专业委员会第六届全国学术会议、中国毒理学会遗传毒理专业委员会第五届全国学术会议、广东省预防医学会卫生毒理专业委员会学术会议、广东省环境诱变剂学会学术会议论文汇编[C];2008年
7 荆清;袁文俊;秦永文;;microRNA的基因调控新功能[A];中国生理学会第五届全国心血管、呼吸和肾脏生理学学术会议论文摘要汇编[C];2005年
8 颜军;陈爱国;;心理应激对机体淋巴细胞凋亡及基因调控的影响[A];第十届全国心理学学术大会论文摘要集[C];2005年
9 戚鹏;韩金祥;鲁艳芹;王传玺;栾中华;卜范峰;;病毒编码的miRNAs:基因表达新的调控因子[A];山东省药学会2006年生化与生物技术药物学术研讨会论文集[C];2006年
10 蒋凌月;严新民;徐艳;董虹;张丽平;高建梅;华映坤;;人白细胞介素6基因调控区存在基因变异[A];中国免疫学会第四届学术大会会议议程及论文摘要集[C];2002年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 中国工程院副院长 杜祥琬;白桦的无奈 良知的呐喊[N];光明日报;2005年
2 康文魁 李崇民;国内首次选育成功白桦良种[N];农资导报;2005年
3 本报记者 李欣;耐热型白桦市场潜力待开发[N];中国花卉报;2009年
4 河北省唐山市豪门园林有限公司 杨秀丽;唐山引进白桦养护心得[N];中国花卉报;2010年
5 常丽君;基因调控程序在进化中被循环利用[N];科技日报;2011年
6 深圳特区报记者 郑丽虹;白桦:文学对人性的解剖最深刻[N];深圳特区报;2010年
7 陈志向才玉 焦懿;白桦楔天牛盐田被捉[N];中国国门时报;2008年
8 本报记者 郭金凤;七彩园林多元培育耐热速生白桦[N];中国花卉报;2007年
9 成启林;国内白桦良种选育研究首获成功[N];农民日报;2005年
10 记者 熊争艳;俄罗斯“小白桦”歌舞团在京演出[N];人民日报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 宋福南;白桦木质素合成苯丙氨酸途径相关酶基因的表达和功能分析[D];东北林业大学;2009年
2 詹亚光;白桦的组织培养和遗传转化研究[D];东北林业大学;2001年
3 王超;白桦(Betula plataphylla Suk.)形成层组织基因表达及木材形成相关基因克隆的研究[D];东北林业大学;2009年
4 朱晓宇;β1,4-半乳糖基转移酶1基因调控的研究[D];复旦大学;2003年
5 曲桂芹;白桦热激反应的分子生态学研究[D];东北林业大学;2001年
6 蔡真;高三尖杉酯碱通过影响信号传导途径和基因调控作用诱导T-淋巴细胞白血病细胞凋亡[D];浙江大学;2001年
7 闫丽;高粱耐盐碱种质资源筛选及木质素合成相关基因鉴定[D];山东大学;2011年
8 王军;人脑组织Nav1.5 Na~+通道编码基因的克隆及表达分析[D];中国医科大学;2010年
9 毛金媛;hWNK4基因3'非翻译区及miR-296对基因表达调控的作用机制研究[D];中国医科大学;2010年
10 邵景侠;植物转录因子基因OsHOX12、OsHOX14和ABS2的克隆及功能研究[D];西北农林科技大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王琰;铜绿假单胞菌随机启动子库的构建及其应用[D];西北大学;2008年
2 曾琪;P53结合位点在NOD8基因调控中的作用[D];暨南大学;2009年
3 谢寒;有序纳米介孔生物活性玻璃对成骨细胞增殖分化的相关基因调控影响[D];复旦大学;2009年
4 陈启昀;基于第二代测序技术中国大肠癌病例APC基因单核苷酸多态性分析[D];浙江大学;2011年
5 吴英杰;香杨bHLH基因的功能分析[D];东北林业大学;2011年
6 蒋丽丽;柽柳Peroxiredoxin基因(ThPrx1)的克隆及抗逆功能分析[D];东北林业大学;2010年
7 刘志华;白桦抗虫基因遗传转化研究及转基因植株的抗虫性[D];东北林业大学;2002年
8 王进茂;引进欧洲白桦优良无性系组织培养的研究[D];河北农业大学;2003年
9 薛珍;转Bt C肽+蜘蛛杀虫肽基因白桦的杀虫性及杀虫机理的研究[D];东北林业大学;2004年
10 李同华;白桦生殖发育中形态解剖学研究和内源激素的动态变化分析[D];东北林业大学;2004年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026