杂交兰尿卟啉原脱羧酶基因的克隆及其表达分析
发布时间：2022-01-02 09:25
尿卟啉原脱羧酶（UROD）是植物叶绿素、光敏色素和血红素合成中的一个关键酶。为了深入研究UROD基因的功能及其在杂交兰叶艺形成中的作用,本研究在转录组测序基础上,以杂交兰紫妍氏（K21）及其叶艺品系爪艺紫妍氏（K21-1）为试验材料,克隆ChUROD基因,分析其序列信息,利用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）检测该基因在不同组织及不同品种叶片中的表达情况,并对相关生理指标进行测定。结果表明,ChUROD基因编码区序列长1 191 bp,编码396个氨基酸;该蛋白质分子量约为43.78 kD,属于URO-D-CIMS-like家族蛋白;系统进化分析表明,杂交兰ChUROD与墨兰UROD的亲缘关系最近。qRT-PCR分析结果显示,ChUROD在K21叶中的相对表达量显著高于茎和根,且显著高于K21-1叶中的相对表达量。对杂交兰UROD酶浓度、尿卟啉原Ⅲ、粪卟啉原Ⅲ含量及叶绿素含量的测定结果显示,UROD酶浓度与其基因的相对表达量分布趋势相似。在K21-1中,尿卟啉原Ⅲ脱羧产生粪卟啉原Ⅲ的过程受阻,尿卟啉原Ⅲ在黄叶区叶片大量积累;叶绿素a、叶绿素b在黄叶区叶片中合成受阻,且二者含量显著低于...
【文章来源】：核农学报. 2020,34(09)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
ChUROD的系统进化分析
杂交兰不同叶片中UROD酶浓度
UROD 基因作为卟啉类化合物分支合成酶的第一个基因,在代谢调节中起重要作用,对于动植物的生长发育都是必需的[21-23]。目前,在包括人类、大麦、烟草、拟南芥等许多动植物中均已克隆到了 UROD 基因,烟草UROD 基因编码一个约 43 kD 的含叶绿体导肽的蛋白前体,UROD 需转运到叶绿体中发挥作用,它的表达受光诱导,UROD 基因突变会导致植物叶片受损[14];小麦和黄瓜的UROD基因表达受光和热的影响,在热应激条件下,该基因在植物的绿化过程中起到重要的作用[24]。本研究在杂交兰紫妍氏K21及其叶艺品系爪艺紫妍氏K21-1叶片中克隆获得了UROD基因,该基因序列与其他植物UROD基因序列相似较高;系统进化树分析发现,杂交兰与同属兰科的墨兰亲缘关系最近,但与双子叶植物白梨、苹果等的UROD亲缘关系较远,说明UROD分布具有种属特异性。保守结构域分析发现,杂交兰ChUROD蛋白质属于URO-D-CIMS-like家族。qRT-PCR结果表明,ChUROD基因在叶片中的相对表达量最高是根和茎的21倍和13倍,与在墨兰[13]中的表达情况一致;本试验还检测了ChUROD基因在不同品种叶片中的表达情况,发现ChUROD基因在K21中的表达量显著高于K21-1;推测该基因在杂交兰中主要参与叶绿素的合成。图3 ChUROD的系统进化分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]低温胁迫对玉米转绿过程中叶绿素生物合成的影响[J]. 毛晶晶,李泽娇,赵雨晴,袁澍,袁明. 四川农业大学学报. 2019(05)
[2]文心兰FT同源基因的克隆及其表达分析[J]. 林榕燕,方能炎,罗远华,黄敏玲,叶秀仙,钟淮钦. 西北植物学报. 2019(10)
[3]鸡爪槭ApPSY和ApPDS基因克隆及其表达分析[J]. 林榕燕,樊荣辉,陈裕德,罗远华,钟淮钦,林兵. 核农学报. 2019(12)
[4]建兰叶艺品种光合色素含量及叶绿素荧光特性分析[J]. 谢泰祥,姚荣荣,陈娟,陈璐,艾叶. 亚热带植物科学. 2019(03)
[5]光调控植物叶绿素生物合成的研究进展[J]. 王峰,闫家榕,陈雪玉,姜程浩,孟思达,刘玉凤,许涛,齐明芳,李天来. 园艺学报. 2019(05)
[6]水稻白条纹叶突变体wsl1的生理特性分析及基因定位[J]. 任永梅,王嘉宇,王琬璐,王棋,姜鑫,刘振宇,朱琳. 沈阳农业大学学报. 2019(01)
[7]一个新的黄瓜叶色突变体的光合特性分析[J]. 胡亮亮,赵子瑶,张海强,陈菲帆,张朝文,戎福喜,陈鹏,李玉红. 西北农业学报. 2018(11)
[8]杂交兰实时荧光定量PCR内参基因的筛选[J]. 林榕燕,钟淮钦,黄敏玲,樊荣辉,吴建设. 中国细胞生物学学报. 2018(03)
[9]兰属春剑叶艺突变体叶片结构的研究[J]. 蒋彧,陶炼,何俊蓉. 植物科学学报. 2018(01)
[10]植物叶色变化机制研究进展[J]. 李卫星,杨舜博,何智冲,金飚. 园艺学报. 2017(09)
博士论文
[1]花叶矢竹叶色变异机理研究[D]. 杨海芸.北京林业大学 2015
[2]一个新的甜瓜叶色黄化突变体研究[D]. 邵勤.东北农业大学 2013
硕士论文
[1]水稻yl1黄叶突变体的基因克隆与功能分析[D]. 王丹霞.中国农业科学院 2015
[2]玉米两种尿卟啉原脱羧酶的基因克隆及其催化底物的酶促合成[D]. 汪苗.安徽农业大学 2009
本文编号：3563924
【文章来源】：核农学报. 2020,34(09)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
ChUROD的系统进化分析
杂交兰不同叶片中UROD酶浓度
UROD 基因作为卟啉类化合物分支合成酶的第一个基因,在代谢调节中起重要作用,对于动植物的生长发育都是必需的[21-23]。目前,在包括人类、大麦、烟草、拟南芥等许多动植物中均已克隆到了 UROD 基因,烟草UROD 基因编码一个约 43 kD 的含叶绿体导肽的蛋白前体,UROD 需转运到叶绿体中发挥作用,它的表达受光诱导,UROD 基因突变会导致植物叶片受损[14];小麦和黄瓜的UROD基因表达受光和热的影响,在热应激条件下,该基因在植物的绿化过程中起到重要的作用[24]。本研究在杂交兰紫妍氏K21及其叶艺品系爪艺紫妍氏K21-1叶片中克隆获得了UROD基因,该基因序列与其他植物UROD基因序列相似较高;系统进化树分析发现,杂交兰与同属兰科的墨兰亲缘关系最近,但与双子叶植物白梨、苹果等的UROD亲缘关系较远,说明UROD分布具有种属特异性。保守结构域分析发现,杂交兰ChUROD蛋白质属于URO-D-CIMS-like家族。qRT-PCR结果表明,ChUROD基因在叶片中的相对表达量最高是根和茎的21倍和13倍,与在墨兰[13]中的表达情况一致;本试验还检测了ChUROD基因在不同品种叶片中的表达情况,发现ChUROD基因在K21中的表达量显著高于K21-1;推测该基因在杂交兰中主要参与叶绿素的合成。图3 ChUROD的系统进化分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]低温胁迫对玉米转绿过程中叶绿素生物合成的影响[J]. 毛晶晶,李泽娇,赵雨晴,袁澍,袁明. 四川农业大学学报. 2019(05)
[2]文心兰FT同源基因的克隆及其表达分析[J]. 林榕燕,方能炎,罗远华,黄敏玲,叶秀仙,钟淮钦. 西北植物学报. 2019(10)
[3]鸡爪槭ApPSY和ApPDS基因克隆及其表达分析[J]. 林榕燕,樊荣辉,陈裕德,罗远华,钟淮钦,林兵. 核农学报. 2019(12)
[4]建兰叶艺品种光合色素含量及叶绿素荧光特性分析[J]. 谢泰祥,姚荣荣,陈娟,陈璐,艾叶. 亚热带植物科学. 2019(03)
[5]光调控植物叶绿素生物合成的研究进展[J]. 王峰,闫家榕,陈雪玉,姜程浩,孟思达,刘玉凤,许涛,齐明芳,李天来. 园艺学报. 2019(05)
[6]水稻白条纹叶突变体wsl1的生理特性分析及基因定位[J]. 任永梅,王嘉宇,王琬璐,王棋,姜鑫,刘振宇,朱琳. 沈阳农业大学学报. 2019(01)
[7]一个新的黄瓜叶色突变体的光合特性分析[J]. 胡亮亮,赵子瑶,张海强,陈菲帆,张朝文,戎福喜,陈鹏,李玉红. 西北农业学报. 2018(11)
[8]杂交兰实时荧光定量PCR内参基因的筛选[J]. 林榕燕,钟淮钦,黄敏玲,樊荣辉,吴建设. 中国细胞生物学学报. 2018(03)
[9]兰属春剑叶艺突变体叶片结构的研究[J]. 蒋彧,陶炼,何俊蓉. 植物科学学报. 2018(01)
[10]植物叶色变化机制研究进展[J]. 李卫星,杨舜博,何智冲,金飚. 园艺学报. 2017(09)
博士论文
[1]花叶矢竹叶色变异机理研究[D]. 杨海芸.北京林业大学 2015
[2]一个新的甜瓜叶色黄化突变体研究[D]. 邵勤.东北农业大学 2013
硕士论文
[1]水稻yl1黄叶突变体的基因克隆与功能分析[D]. 王丹霞.中国农业科学院 2015
[2]玉米两种尿卟啉原脱羧酶的基因克隆及其催化底物的酶促合成[D]. 汪苗.安徽农业大学 2009
本文编号：3563924
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