玉米二酰甘油酰基转移酶基因的鉴定及表达研究
[Abstract]:Diacylglycerol transferase (Acyl-CoA:diacylglycerol acyltransferase,DGAT) is the only rate-limiting enzyme in triacylglycerol (TAG) synthesis pathway, which plays an important role in plant oil synthesis, growth and development. In this study, bioinformatics was used to identify and study the (Zea mays L.) DGAT gene family in maize. The main research contents are as follows: (1) screening and identification of maize DGAT gene family at the whole genome level. The family members were analyzed by bioinformatics; (2) the expression of maize DGAT gene family in response to abiotic stress; (3) the full-length cloning and enzymatic function verification of two II type DGAT genes in maize. The main results are as follows: 1. In this study, five members of maize DGAT gene family were identified and isolated, including two type I DGAT:ZmDGAT1.1 and two II types of DGAT:ZmDGAT2.1 and ZmDGAT2.2; and one III type DGAT:ZmDGAT3.. Both DGAT1 and DGAT2 gene families in maize contain multiple transmembrane domains, while DGAT3 genes do not contain transmembrane domains. Phylogenetic analysis showed that the protein sequences of DGAT1,DGAT2 and DGAT3 of each species were clustered in the same cluster as those of other species, and were in different branches of gene family. The DGAT proteins of different species in the same family were further divided according to the higher and lower plants, in which maize was divided into monocotyledonous groups, and the DGAT protein of maize showed a close relationship with sorghum. During evolution, the length and number of homologous gene introns, exons and functional regions of the lineal homologous genes in dicotyledonous plants increased or decreased in varying degrees from algae to monocotyledonous plants. The study of conserved functional regions of protein showed that the two proteins encoded by DGAT1 in maize contained MBOAT functional domain (PF03062,Membrane bound O-acyl transferase) of membrane-binding acyltransferases and ARE1 regulatory elements related to lipid accumulation (alkane-responsive element one). The two proteins encoded by DGAT2 in maize contain the conserved domain of LPAT (Lysophospholipid acyltransferase) (also called MBOAT2) contained in the family of lysophosphatidyl transferase genes, and the functional domains of membrane binding protein domain. DGAT1 and DGAT2 are both concentrated in the N-terminal of the protein. The protein encoded by maize DGAT3 contains the cell division protein Zap A in DGAT3 and the ferredoxin domain. 4, which is the same as ferredoxin / thioredoxin. The expression of DGAT1 and DGAT2 genes in maize roots and leaves were up-regulated under various abiotic stress conditions, indicating that DGAT gene was the key gene in lipid metabolism. The DGAT gene expression in maize was different at different time points and different tissue sites, which indicated that DGAT gene family members were responsive to various abiotic stresses, and the expression of DGAT gene in maize was different at different time points and different tissue sites, indicating that maize DGAT gene family members were responsive to various abiotic stresses. And may play a different role in response to abiotic stress. In this paper, two full-length coding regions of II type maize DGAT2 gene were cloned and ligated into yeast expression vector pYES2.1, respectively. The verified expression vector was transformed into yeast lipid synthesis mutant H1246 for heterologous expression. The results showed that the expression of two maize DGAT2 genes could restore the lipid-forming phenotype of yeast mutants, indicating that the proteins encoded by the two maize DGAT2 genes had the enzymatic function of lipid synthesis.
【学位授予单位】:黑龙江八一农垦大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:S513
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,本文编号:2209793
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