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甘蓝型油菜玉米黄素环氧酶基因(BnZEP)的克隆与表达分析

闫朝选  
【摘要】: 类胡萝卜素在植物体内具有非常重要的功能,一些有色的类胡萝卜素是许多植物花和果实的色素的主要来源,有的类胡萝卜素是脱落酸合成的前体物质,有些参与叶黄素循环,在植物消耗过剩光能、抗光氧化方面发挥作用。玉米黄素环氧酶基因(ZEP)是在叶黄素循环过程中起作用的基因,不仅参与类胡萝卜素的生物合成,也参与脱落酸的生物合成,是两个合成途径过程中的共同关键酶基因。 本研究以甘蓝型白花油菜品系HW243和黄花油菜中油821为实验材料,利用分子生物学相关技术,克隆出来BnZEP的cDNA序列和DNA序列,并对它们做了生物信息学方面的分析,其主要结果如下: (1)根据NCBI数据库ZEP基因保守序列设计简并引物,利用PCR扩增获得了甘蓝型油菜白花材料BnZEP保守序列,其长度为582 bp,把此片段的核苷酸序列与拟南芥、盐芥、大白菜进行比对,其同源性分别达到89%、89%和96%,表明所扩增的片段为甘蓝型油菜BnZEP基因的保守序列,此片段与同属的白菜高度相近。 (2)采用cDNA末端快速扩增(RACE)技术获得了BnZEP的cDNA全长序列,其长度为2228 bp (Genbank登录号GU361616),包括一个完整的2010 bp开放阅读框(ORF),以及57 bp的5'UTR和161 bp的3'UTR区。ORF编码669个氨基酸残基。推导的氨基酸序列与拟南芥、大白菜、盐芥、龙胆和玉米等植物的氨基酸序列一致性分别达到89%、97%、92%、68%和65%。 (3)利用各种生物信息软件对ZEP蛋白的相关信息做了分析。ZEP蛋白分子量为73841.01 D,理论等电点IP=6.5292,20种基本的氨基酸全部包括,由于疏水性氨基酸比例远大于极性氨基酸,因此推测BnZEP编码的蛋白是一种疏水性多肽。在ZEP蛋白整体结构中,无规则卷曲、α-螺旋和延伸链是ZEP蛋白最大量的结构元件,而β-转角则散布于整个蛋白质中。 (4)根据cDNA全长序列设计了扩增全长DNA的引物,利用PCR扩增出了BnZEP的DNA完整序列。序列全长3268 bp (Genbank登录号GU561839),该基因包含16个外显子和15个内含子,与公布的拟南芥ZEP基因的外显子和内含子数量一致。 (5)利用半定量PCR检测到甘蓝型白花油菜和黄花油菜花瓣内的BnZEP表达量明显不同,白花的cDNA量明显高于黄花,推测BnZEP可能与白花性状存在一定的关联性,但有待进一步鉴定。


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1 闫朝选;甘蓝型油菜玉米黄素环氧酶基因(BnZEP)的克隆与表达分析[D];四川农业大学;2010年
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