甜瓜ACC合成酶基因CmACS7和CmACS11在果实成熟中的功能分析
发布时间：2021-06-05 09:21
甜瓜（Cucumis melo L.）是一种二倍体一年生匍匐草本植物,种类繁多,分布广泛,具有丰富的营养价值和较高的经济效益。典型的呼吸跃变型甜瓜已成为研究果实发育成熟的另一种模式植物,并且由于甜瓜植株的花型多样、花器官大,使之成为研究花器官发育的特色植物材料。1-氨基环丙烷-1-羧酸合成酶（ACS）是乙烯合成过程中的关键酶,在乙烯的生物合成过程中起到限速作用,在植物的整个生长发育历程中有着非常重要的作用。在本研究中,我们发现CmACS7和CmACS11可能通过促进乙烯合成和调控果实软化以及糖代谢等过程调控果实成熟。主要研究结果如下:（1）本论文以实验室前期工作中得到的CmACS1、CmACS7和CmACS11的超表达和CRISPR/Cas9基因编辑T1代转基因甜瓜为实验材料进行后续研究。目前已筛选到CmACS7超表达和基因编辑的T4代转基因纯合株系,CmACS11超表达T4代转基因纯合株系。利用实时荧光定量法分析了不同的T4代转基因株系甜瓜果实中目的基因的表达量,结果显示,与野生型相比较,CmAC...
【文章来源】：内蒙古大学内蒙古自治区 211工程院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
有营养价值的呼吸跃变和非呼吸跃变型水果[13]
内蒙古大学硕士学位论文3脱落，除此之外，乙烯也参与了许多胁迫的应答过程[19]。而乙烯在花发育、果实成熟及衰老方面的作用方面的研究一直是科研探索的一个热点。1.2.3乙烯的生物合成与果实成熟乙烯的合成途径（图1.2）在高等植物中已经被基本研究清楚，首先甲硫氨酸（Methionine，Met）是乙烯的前体，其在ATP的参与下生成S-腺苷蛋氨酸（S-Adenosylmethionine，SAM）作为乙烯生物合成的中间产物，在1-氨基环丙烷羧酸合成酶（1-Amino-cyclopropane-carboxylicacidsynthase，ACS）的催化作用下，SAM转化为1-氨基环丙烷羧酸（1-Amino-cyclopropane-carboxylicacid，ACC），并生成5-甲硫腺苷（5-Methylthioadenosine，MTA），而MTA会经过杨式循环重新转化成乙烯生物合成的前体Met，从而保证植物体内的乙烯不断生成，之后ACC在1-氨基环丙烷羧酸氧化酶（ACCoxidase，ACO）的催化下生成乙烯[20-23]。图1.2乙烯生物合成途径[24]Fig.1.2.Ethylenebiosynthesispathway[24]
内蒙古大学硕士学位论文5图1.3乙烯生物合成在番茄果实成熟中的调控作用[15]Fig.1.3Regulationofethylenebiosynthesisintomatofruitripening[15]1.3乙烯与其他激素互作调控果实成熟近年来，多种植物激素共同作用调控果实的成熟过程在越来越多的研究中被证明。生长素是第一批被发现与果实成熟相关的植物激素之一。Liu等[30]发现在番木瓜果实中，ARF7基因介入了果实成熟的调控过程，而该基因的表达也能被乙烯信号所调控。在香蕉中，施加外源生长素处理的果实表现出乙烯含量显著增加且提前成熟[31]。在番茄中，过表达ARF2A能够促进果实成熟，并且乙烯释放高峰也被提前；此外，外源乙烯和生长素都能够诱导ARF2A基因的表达，反之，1-MCP则会抑制乙烯受体和ARF2A的表达，并且ARF2A还和ABA胁迫成熟蛋白1（ABASTRESSRIPENING1，ASR1）相互作用(图1.4)[32]。这说明生长素、乙烯和其他激素可能通过ARF2A和ASR1相互联系起来调控果实成熟。图1.4生长素和乙烯相互作用控制番茄果实成熟的调控网络[32]Fig.1.4RegulatoryNetworkofinteractionbetweenauxinandEthyleneincontrollingTomatoFruitripening[32]Zhang等人[33]根据对ABA积累的时间、ABA合成关键基因、乙烯含量的变化以及乙烯
【参考文献】：
期刊论文
[1]糖代谢对甜瓜果实后熟软化的影响[J]. 张强,代文婷,李冀新,金新文. 食品与发酵工业. 2020(01)
[2]ACS2参与拟南芥幼苗根生长响应低磷反应的机制[J]. 吕淑芳,彭媛,江静. 植物生理学报. 2017(08)
[3]乙烯信号转导通路研究[J]. 张存立,郭红卫. 自然杂志. 2012(04)
[4]高等植物ACS基因家族及其功能研究进展[J]. 翟建盛,侯和胜. 天津农业科学. 2012(01)
[5]中国栽培甜瓜植物的起源、分类及进化[J]. 林德佩. 中国瓜菜. 2010(04)
[6]乙烯生物合成途径中的两个关键酶基因的研究进展[J]. 王爱勤,王自章,杨丽涛,韦宇拓,李杨瑞. 广西农业生物科学. 2004(02)
[7]果实成熟过程相关调控基因研究进展[J]. 雷东锋,李剑君,张宴,白西元,王晨,赵文明. 西北植物学报. 2000(01)
博士论文
[1]脱落酸及脱落酸-乙烯互作调控番茄果实成熟的效应与机理[D]. 牟望舒.浙江大学 2019
[2]柿脂氧合酶及其相关基因与果实成熟软化的关系研究[D]. 孟坤.西北农林科技大学 2016
[3]五种水果作物果实成熟过程中乙烯合成及应答途径相关基因的功能分析[D]. 慕茜.南京农业大学 2015
[4]拟南芥acs7-1突变体的研究和小立碗藓ACS-like基因的功能分析[D]. 董慧.南开大学 2013
[5]乙烯受体基因LeETR1和LeETR2在番茄乙烯受体系统中的生理学功能定位[D]. 杨虎清.浙江大学 2003
硕士论文
[1]CmPI基因在甜瓜花发育中功能的初步分析[D]. 田立莉.内蒙古大学 2019
[2]甜瓜ACS基因家族成员的鉴定及CmACS7和CmACS11的克隆与遗传转化[D]. 赵薇.内蒙古大学 2018
[3]甜瓜MADS-box基因家族成员的鉴定及CmMADS02和CmMADS26基因的功能分析[D]. 郝鑫.内蒙古大学 2017
[4]‘山农脆’梨果实硬度及其相关酶活性的初步研究[D]. 艾静.山东农业大学 2014
[5]甜瓜果实组织结构观察及授粉前后SSH文库的构建[D]. 梁世才.山东农业大学 2013
[6]番茄ACC氧化酶家族基因的表达研究及其在果实乙烯合成过程中的功能分析[D]. 李栀恩.重庆大学 2012
[7]棉花1-氨基环丙烷-1-羧酸合成酶（GhACS1）基因的克隆及功能分析[D]. 王霞.山东农业大学 2008
[8]杨梅果实糖积累特性与机制的研究[D]. 程建徽.安徽农业大学 2005
本文编号：3211891
【文章来源】：内蒙古大学内蒙古自治区 211工程院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
有营养价值的呼吸跃变和非呼吸跃变型水果[13]
内蒙古大学硕士学位论文3脱落，除此之外，乙烯也参与了许多胁迫的应答过程[19]。而乙烯在花发育、果实成熟及衰老方面的作用方面的研究一直是科研探索的一个热点。1.2.3乙烯的生物合成与果实成熟乙烯的合成途径（图1.2）在高等植物中已经被基本研究清楚，首先甲硫氨酸（Methionine，Met）是乙烯的前体，其在ATP的参与下生成S-腺苷蛋氨酸（S-Adenosylmethionine，SAM）作为乙烯生物合成的中间产物，在1-氨基环丙烷羧酸合成酶（1-Amino-cyclopropane-carboxylicacidsynthase，ACS）的催化作用下，SAM转化为1-氨基环丙烷羧酸（1-Amino-cyclopropane-carboxylicacid，ACC），并生成5-甲硫腺苷（5-Methylthioadenosine，MTA），而MTA会经过杨式循环重新转化成乙烯生物合成的前体Met，从而保证植物体内的乙烯不断生成，之后ACC在1-氨基环丙烷羧酸氧化酶（ACCoxidase，ACO）的催化下生成乙烯[20-23]。图1.2乙烯生物合成途径[24]Fig.1.2.Ethylenebiosynthesispathway[24]
内蒙古大学硕士学位论文5图1.3乙烯生物合成在番茄果实成熟中的调控作用[15]Fig.1.3Regulationofethylenebiosynthesisintomatofruitripening[15]1.3乙烯与其他激素互作调控果实成熟近年来，多种植物激素共同作用调控果实的成熟过程在越来越多的研究中被证明。生长素是第一批被发现与果实成熟相关的植物激素之一。Liu等[30]发现在番木瓜果实中，ARF7基因介入了果实成熟的调控过程，而该基因的表达也能被乙烯信号所调控。在香蕉中，施加外源生长素处理的果实表现出乙烯含量显著增加且提前成熟[31]。在番茄中，过表达ARF2A能够促进果实成熟，并且乙烯释放高峰也被提前；此外，外源乙烯和生长素都能够诱导ARF2A基因的表达，反之，1-MCP则会抑制乙烯受体和ARF2A的表达，并且ARF2A还和ABA胁迫成熟蛋白1（ABASTRESSRIPENING1，ASR1）相互作用(图1.4)[32]。这说明生长素、乙烯和其他激素可能通过ARF2A和ASR1相互联系起来调控果实成熟。图1.4生长素和乙烯相互作用控制番茄果实成熟的调控网络[32]Fig.1.4RegulatoryNetworkofinteractionbetweenauxinandEthyleneincontrollingTomatoFruitripening[32]Zhang等人[33]根据对ABA积累的时间、ABA合成关键基因、乙烯含量的变化以及乙烯
【参考文献】：
期刊论文
[1]糖代谢对甜瓜果实后熟软化的影响[J]. 张强,代文婷,李冀新,金新文. 食品与发酵工业. 2020(01)
[2]ACS2参与拟南芥幼苗根生长响应低磷反应的机制[J]. 吕淑芳,彭媛,江静. 植物生理学报. 2017(08)
[3]乙烯信号转导通路研究[J]. 张存立,郭红卫. 自然杂志. 2012(04)
[4]高等植物ACS基因家族及其功能研究进展[J]. 翟建盛,侯和胜. 天津农业科学. 2012(01)
[5]中国栽培甜瓜植物的起源、分类及进化[J]. 林德佩. 中国瓜菜. 2010(04)
[6]乙烯生物合成途径中的两个关键酶基因的研究进展[J]. 王爱勤,王自章,杨丽涛,韦宇拓,李杨瑞. 广西农业生物科学. 2004(02)
[7]果实成熟过程相关调控基因研究进展[J]. 雷东锋,李剑君,张宴,白西元,王晨,赵文明. 西北植物学报. 2000(01)
博士论文
[1]脱落酸及脱落酸-乙烯互作调控番茄果实成熟的效应与机理[D]. 牟望舒.浙江大学 2019
[2]柿脂氧合酶及其相关基因与果实成熟软化的关系研究[D]. 孟坤.西北农林科技大学 2016
[3]五种水果作物果实成熟过程中乙烯合成及应答途径相关基因的功能分析[D]. 慕茜.南京农业大学 2015
[4]拟南芥acs7-1突变体的研究和小立碗藓ACS-like基因的功能分析[D]. 董慧.南开大学 2013
[5]乙烯受体基因LeETR1和LeETR2在番茄乙烯受体系统中的生理学功能定位[D]. 杨虎清.浙江大学 2003
硕士论文
[1]CmPI基因在甜瓜花发育中功能的初步分析[D]. 田立莉.内蒙古大学 2019
[2]甜瓜ACS基因家族成员的鉴定及CmACS7和CmACS11的克隆与遗传转化[D]. 赵薇.内蒙古大学 2018
[3]甜瓜MADS-box基因家族成员的鉴定及CmMADS02和CmMADS26基因的功能分析[D]. 郝鑫.内蒙古大学 2017
[4]‘山农脆’梨果实硬度及其相关酶活性的初步研究[D]. 艾静.山东农业大学 2014
[5]甜瓜果实组织结构观察及授粉前后SSH文库的构建[D]. 梁世才.山东农业大学 2013
[6]番茄ACC氧化酶家族基因的表达研究及其在果实乙烯合成过程中的功能分析[D]. 李栀恩.重庆大学 2012
[7]棉花1-氨基环丙烷-1-羧酸合成酶（GhACS1）基因的克隆及功能分析[D]. 王霞.山东农业大学 2008
[8]杨梅果实糖积累特性与机制的研究[D]. 程建徽.安徽农业大学 2005
本文编号：3211891
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiyingongcheng/3211891.html
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