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《中国科学院武汉植物园》 2017年
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古代莲超长链脂肪酸延伸相关基因NnCER26的克隆及功能分析

王宙雅  
【摘要】:表皮蜡质覆盖在陆地植物表面,具有抵御病虫害、防止水分流失等多种功能。因此,蜡质在植物生长发育及适应外界环境方面起着重要作用。而超长链脂肪酸是植物组织中多种脂质的重要前体,包括表皮蜡质、细胞膜上的鞘脂和磷脂、脂肪族木栓质以及种子中的甘油三酯。超长链脂肪酸及其衍生物能够作为植物与环境间的屏障,提供储存于种子中的能量,或作为膜信号分子而发挥作用。目前,关于拟南芥蜡质合成及超长链脂肪酸延伸的研究较多,而对莲蜡质的研究还只局限于成分分析,对其蜡质合成及超长链脂肪酸延伸相关基因的研究尚未见报道。通过序列比对,并参考基因在莲叶中的表达量,我们筛选得到了参于古代莲超长链脂肪酸延伸的候选基因,命名为NnCER26LIKE1和NnCER26LIKE2。克隆到基因后,利用拟南芥遗传转化、酵母异源表达等技术,我们对候选基因的功能进行了分析。实验丰富了蜡质合成与超长链脂肪酸延伸的理论基础,为深入了解莲超长链脂肪酸延伸机制提供了依据。主要结果如下:1、通过扫描电镜观察不同品种莲的表皮蜡质,分析表明它们莲叶正面蜡质结构以颗粒状为主,而背面蜡质结构以棒状为主,同时,不同品种间存在差异。利用薄层层析对其蜡质成分分离,观察结果,不同品种分离得到的条带同样存在差异,其中古代莲543蜡质分离得到的条带较少,蜡质成分相对简单。2、利用序列比对筛选到莲中拟南芥CER26基因的同源基因,即NnCER26LIKE1、NnCER26LIKE2。组织特异性表达分析结果表明,NnCER26LIKE1、NnCER26LIKE2在莲花瓣、花药、浮叶、立叶高表达,符合已报道蜡质超长链脂肪酸延伸相关基因的表达模式。亚细胞定位实验表明,NnCER26LIKE1蛋白定位于内质网,与蜡质相关蛋白的定位情况相一致。3、在拟南芥中过量表达NnCER26LIKE1或NnCER26LIKE2影响了蜡质成分的碳链组成情况,说明两基因都参与了莲超长链脂肪酸延伸,其中NnCER26LIKE1参与了 C30-C32酸延伸,NnCER26LIKE2参与了 C30酸生成。酵母异源表达实验结果分析表明,NnCER26LIKE2与NnCER6共同参与C28酸和C30酸生成。
【学位授予单位】:中国科学院武汉植物园
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:Q943.2

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