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《中国科学院研究生院(植物研究所)》 2005年
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烟草NtFAD2基因的沉默及功能研究

杨明峰  
【摘要】:油酰磷脂酰胆碱去饱和酶(FAD2)是一种重要的植物脂肪酸去饱和酶,位于内质网中,催化油酸生成亚油酸。亚油酸等多不饱和脂肪酸含量过高的植物油脂不稳定,易氧化,不易贮藏,而且氧化产物对人体有害。因此油脂改良的一个重要目的是提高种子油脂的油酸含量,降低多不饱和脂肪酸含量。另外,关于FAD2的结构、功能和表达调控等问题目前还不清楚,有待深入研究。近年发展起来的RNAi技术可有效地沉默目标基因,研究植物FAD2基因沉默后膜脂和油脂的变化及温度对基因沉默的影响,有助于深入理解FAD2酶的功能、表达调控方式和有效地利用基因沉默技术改变膜脂组成、提高植物油脂品质。本研究的主要目的是,首先采用RNAi技术抑制烟草FAD2基因(NtFAD2)的表达以降低NtFAD2酶活性,得到膜脂不饱和度改变的烟草转基因株系。然后研究NtFAD2基因沉默后脂肪酸去饱和过程的变化及其机理,以及温度对NtFAD2基因沉默的影响。研究中首先用PCR方法克隆烟草NtFAD2基因,用其编码区的一个片段构建表达发卡RNA的沉默结构,用农杆菌介导的方法转化烟草,从第一代转基因植株中筛选出油酸含量高的突变体。然后对其中一个转基因株系S61进行脂肪酸分析,发现叶片总脂和质体外单脂PC和PE中的油酸含量大幅度增加。此外,NtFAD2基因沉默对叶片甘油脂的影响有多效性,即质体内的单脂油酸含量也有显著增加,有些单脂中软脂酸含量有所下降。烟草NtFAD2基因沉默后,在叶片和种子中油酸含量变化最大,说明NtFAD2基因在不同器官中的沉默效果不同:沉默结构对NtFAD2酶活性较高的器官抑制程度更大,内源基因没有表现均一的沉默效果。沉默植株的多种组织中NtFAD2基因的mRNA降解程度相似,说明油酸含量与NtFAD2转录本的丰度没有直接关系。 植物脂肪酸的不饱和程度受温度调控,因此研究FAD2基因沉默株系的油酸含量受温度影响情况及其调控规律对RNAi技术在油脂改良方面的实际应用具有十分重要的意义。研究结果表明,随着生长温度的下降,野生烟草叶片膜脂油酸含量降低,多不饱和脂肪酸含量随之增加; 转基因烟草中油酸和多不饱和脂肪酸有相似的变化趋势,但是变化幅度远远大于野生烟草。低温下转基因烟草叶片油酸含量之所以大幅度下降,其中一个重要原因是被抑制的NtFAD2酶受低温的调节而活性升高。然而研究发现,与常温条件下相比,低温下转基因烟草NtFAD2基因的mRNA丰度不变,说
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(植物研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:S572;Q943

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 韩芳;甘蓝型油菜A3染色体遗传连锁图谱的构建[D];华中农业大学;2010年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张亚军;严学兵;朱见明;王成章;史莹华;;紫花苜蓿光敏色素A基因片段的克隆及其RNA干扰载体的构建[J];草地学报;2010年06期
2 刘永红;张丽静;张洪荣;傅华;;△12-脂肪酸脱氢酶及其编码基因研究进展[J];草业学报;2011年03期
3 王峰;黄璐圆;;双元Ti载体的发展[J];西北植物学报;2006年11期
4 李安明;李德华;邓青云;汪宜宇;;长喙田菁植物螯合肽合成酶基因在烟草中的表达[J];西北植物学报;2011年08期
5 何水林,郑金贵;农业生物技术在作物品质改良中的应用[J];福建农业大学学报;2000年03期
6 杨捷;Allan M Showalter;;拟南芥中一个经典阿拉伯半乳糖蛋白的亚细胞定位[J];福州大学学报(自然科学版);2010年05期
7 唐三元;黄骥;张红生;管荣展;;播娘蒿油酸脱氢酶基因(DsFAD6)的克隆和表达分析(英文)[J];分子植物育种;2007年01期
8 黄永娟;张凤启;杨甜甜;刘葛山;蒋守华;陈健美;管荣展;;EMS诱变甘蓝型油菜获得高油酸突变体[J];分子植物育种;2011年05期
9 洪林;闫晓红;李晨;刘正富;魏文辉;;甘蓝型油菜ADC基因片段的克隆及序列分析[J];南方农业学报;2012年02期
10 斯钦巴特尔;张辉;贾霄云;高风云;张立华;任龙梅;;亚麻MS2-F基因的RNAi表达载体构建[J];华北农学报;2012年03期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 张亚军;王成章;严学兵;樊文娜;杜红旗;;紫花苜蓿光敏色素A基因片段的克隆及其RNA干扰载体的构建[A];中国草学会饲料生产专业委员会第十六次学术研讨会论文集[C];2011年
2 朱见明;王成章;严学兵;樊文娜;杜红旗;;紫花苜蓿光敏色素B基因片段克隆及RNA干扰表达载体的构建[A];中国草学会饲料生产专业委员会第十六次学术研讨会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 石从广;油菜EMS诱变群体的构建以及油脂代谢相关基因等位多态性与油脂品质关系的研究[D];浙江大学;2010年
2 石金磊;水稻ω-6脂肪酸去饱和酶基因克隆与功能研究[D];复旦大学;2011年
3 杨燕宇;甘蓝型油菜SSR分子标记图谱构建和油酸含量QTL定位[D];湖南农业大学;2011年
4 陈新;榛子花芽转录组文库的Solexa测序及冷调节基因的表达谱分析[D];中国林业科学研究院;2011年
5 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
6 郝彦玲;甘蓝型油菜与向日葵高γ-亚麻酸基因工程研究[D];中国农业大学;2004年
7 张学杰;过量表达盐地碱蓬cDNA文库及SsNHX1-AVP1对拟南芥耐盐性的影响和盐地碱蓬FAD7基因cDNA的克隆与表达分析[D];山东师范大学;2004年
8 陆万香;黑茶藨子(Ribes nigrum L.)含Cytb_5结构域脱氢酶基因的克隆与功能研究[D];西南农业大学;2005年
9 朱秋菊;转核酶基因、反义和正义CMV-CP基因番茄的抗黄瓜花叶病毒(CMV)研究[D];中国科学院研究生院(植物研究所);2005年
10 张发云;二脂酰甘油酰基转移酶基因(DGAT1)的沉默对烟草油脂合成的影响[D];中国科学院研究生院(植物研究所);2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 魏雯雯;桃果实冷害相关FAD基因家族的表达调控[D];浙江大学;2011年
2 胡姣;油茶AACT基因和FAD6基因的全长cDNA克隆及原核表达[D];中南林业科技大学;2010年
3 徐之艳;AZI1基因对拟南芥抗低温特性和木质素合成的影响[D];西北大学;2011年
4 张欣;拟南芥AZI1基因对酿酒酵母生长和蒜薹灰霉菌侵染的抑制作用[D];西北大学;2011年
5 周银珠;甘蓝型油菜油酸和亚麻酸的遗传分析及油酸与部分农艺和品质性状的通径分析[D];西南大学;2011年
6 李丹;中国白菜型油菜低芥酸基因源的发掘及其FAE1基因研究[D];中国农业科学院;2011年
7 吕秋实;亚麻雄性不育基因表达载体的构建[D];内蒙古农业大学;2011年
8 黄永娟;4个甘蓝型油菜EMS诱变突变体的初步研究[D];南京农业大学;2011年
9 李成磊;不同海拔地区甘蓝型油菜种子发育过程中油分、脂肪酸积累差异分析[D];南京农业大学;2009年
10 王桂玲;胆碱磷酸转移酶基因转化大豆的研究[D];东北林业大学;2001年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 万平,刘大钧;SSR_S标记与植物遗传育种研究(综述)[J];安徽农业大学学报;1998年01期
2 阮成江,何祯祥,钦佩;中国植物遗传连锁图谱构建研究进展[J];西北植物学报;2002年06期
3 武玉花;肖玲;吴刚;卢长明;;芸薹属植物脂肪酸延长酶基因FAE1的克隆与A/C基因组的分子鉴别[J];中国科学(C辑:生命科学);2007年01期
4 罗通;邓骛远;张富丽;;植物硬脂酰-酰基载体蛋白脱饱和酶[J];生命的化学;2006年02期
5 杨春玲;侯军红;关立;王阔;宋志均;韩勇;祈国宾;;分子标记技术及其在标记辅助选择中的最新应用[J];陕西农业科学;2006年04期
6 张德水,陈受宜;DNA分子标记、基因组作图及其在植物遗传育种上的应用[J];生物技术通报;1998年05期
7 王红梅,张正英,陈玉梁;SSR标记技术及其在植物遗传学中的应用[J];西北师范大学学报(自然科学版);2003年01期
8 向道权,曹海河,曹永国,杨俊品,黄烈健,王守才,戴景瑞;玉米SSR遗传图谱的构建及产量性状基因定位[J];遗传学报;2001年08期
9 梅德圣,王汉中,李云昌;与甘蓝型油菜重要性状连锁的分子标记及相关基因的图谱定位研究进展[J];中国油料作物学报;2002年04期
10 陆光远,杨光圣,傅廷栋;一个简便的适合于分析油菜中SSR位点的检测体系[J];中国油料作物学报;2003年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 李渊;甘蓝型油菜遗传连锁图的构建及种皮颜色QTL初步定位[D];华中农业大学;2007年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 张浩文;甘蓝型油菜高油酸分子标记辅助育种[D];湖南农业大学;2012年
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