大葱蜡质相关基因AfCER1和AfKCS6的克隆与表达分析

发布时间：2019-09-09 20:58

【摘要】：大葱(Allium fistulosum)是我国传统的蔬菜和调味品之一,其叶片表面覆盖有明显的蜡质层,本课题组发现一株大葱少蜡突变体,是研究蜡质合成机制的较好材料。本项目组前期开展了大葱表皮转录组分析,筛选出了两个与蜡质合成相关的基因AfCER1和AfKCS6。本文以野生型和突变型大葱为实验材料,结合形态学、生物信息学、生理生化学对蜡质代谢特性进行研究,旨在为大葱蜡质合成的分子机制提供理论基础。主要的结果如下:1.扫描电镜可以观察到野生型大葱的叶表面覆盖有尖状晶体,突变型中未发现蜡质晶体;野生型的株高、茎粗、蒸腾速率、及单位面积上的气孔数高于突变型;野生型的叶绿素含量,净光合速率低于突变型。2.利用RACE(rapid amplification of cDNA ends)技术获得AfCER1(Allium fistulisum CER1)的全长cDNA序列,并通过生物信息学手段分析基因的序列;利用RT-PCR和Real-time PCR分析AfCER1基因在大葱野生型和突变型植株中的空间表达模式。实验结果表明,AfCER1基因全长为2144bp,包含一个1857 bp完整的开放阅读框(ORF),编码618个氨基酸。AfCER1与其他物种的CER1具有相似结构域:脂肪酸羟化酶结构域和WAX2-C结构域。AfCER1基因在大葱的根、叶鞘、叶片等部位均有表达,且在野生型和突变型植株中的表达量有差异。在大葱的根和叶鞘及刚见光的叶片中,AfCER1在突变型植株中的表达量相对野生型少,而在见光较多的叶片部位,AfCER1在突变型植株中的表达量却比野生型多。3.野生型和突变型大葱中克隆得到的AfKCS6序列存在差异性碱基,但预测的氨基酸序列是相同的。基因全长包含一个1491bp完整的开放阅读框(ORF),编码497个氨基酸。AfKCS6基因在大葱叶片部位显著表达,且在野生型和突变型植株的叶片部位表达量也有显著性差异,野生型明显高于突变型。4.将大葱蜡质相关基因AfKCS6克隆至原核表达载体PET-28a上,重组质粒命名为PET28a-AfKCS6。
【图文】：

蜡质,合成代谢,途径

大葱蜡质相关基因４／ａ：化／和４／ＫＣＳ６的克隆与表达分析：（３－径憸－ＡＣＰ脱水生成反式－Ａ２－Zf憸－ＡＣＰ（ｔｒａｎｓ－Ａ２－ｅｎｏｙｌ－ＡＣＩ＞）脱水酶催化；（４）还原反应：由反式－Ａ２－赌憸－ＡＣＰ还原酶催化反增加了邋２个碳的憸基－ＡＣＰ。每次反应增加两个碳原子，直到合成Ｃ再由憸基－ＡＣＰ硫解酶（ａｃｙｌ－ＡＣＰｔｈｉｏｅｓｔｅｒａｓｅ，ＦＡＴＢ）催化裂解憸Ｃ１６或Ｃ１８脂肪酸［＂］。质体内有Ｓ种很重要的脂肪酸合成２－Ｃ４）［ｉ９］、ＫＡＳＩ（Ｃ４－Ｃ１６）和邋ＫＡＳＩＩ（Ｃ１６邋—邋Ｃ１８）［气其中有几个特异性，在质体内的多酶复合物中都存在ＰＮ。逡逑酸的延伸及各种衍生物的合成逡逑长链脂肪酸（ＶＬＣＦＡｓ）的合成逡逑Ｃ１８逡逑

运输途径,蜡质

质成分可Ｗ跨过细胞壁到法表皮。有研究表明当蜡质成分穿过角质层后，，会有目的逡逑的到达蜡质晶体的合成位点，进一步装配成各种晶体，因此蜡质成分被运输到表皮逡逑区域后，就会表现出一个自我组织的系统［５６］（图１．２）。逡逑ｆ逦Ｖ＼逦Ｃｙｔｏｐｌａｓｍ逦、－逡逑－逦图１．２蜡质运输途径【巧］逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１邋．２邋Ｔｈｅ邋ｔｒａｎｓｐｏｒｔ邋ｏｆ邋ｗａｘ逡逑１．３蜡质相关基因的研究进展逡逑目前关于表皮蜡质研究还是挺多的，随着蜡质合成相关基因被陆续克隆成功，逡逑蜡质合成过程也渐渐清晰，在合成的过程中有很多的基因都非常重要。逡逑有证据表明，在植物中可能存在多个延伸酶对不同的链的长度有不同的特异性，逡逑产生不同链长的ＶＬＣＦＡｓ口２］。ＫＣＲ，ＨＣＤ和ＥＣＲ酶具有广泛的底物特异性且可Ｗ共逡逑享所有ＦＡＥ复合物特异性口４］。因此，在拟南芥基因组中２１个ＫＣＳ已被注释［５７］，但逡逑５逡逑
【学位授予单位】：山西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S633.1;Q943.2

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