药用植物丹参SmGGPPS基因家族的研究

发布时间：2024-01-30 21:27

　　中药丹参为唇形科植物丹参Salvia miltiorrhiza Bge.的干燥根及根茎。丹参酮类化合物是丹参中主要的脂溶性活性成分,属于二萜类化合物,其合成前体物质是牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸(Geranylgeranyl diphosphate,GGPP)。GGPP是由牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合酶(Geranylgeranyl diphosphate synthase,GGPPS)催化异戊烯基焦磷酸(Isoprenyl pyrophosphat,IPP)和法呢基焦磷酸(Farnesyl pyrophosphate,FPP)缩合形成的,为萜类化合物、赤霉素、类胡萝卜素、叶绿素等提供构建骨架,是植物体内多种初生代谢产物和次生代谢产物的共同前体,其生物合成是萜类代谢途径中的关键步骤。因此,GGPPS对萜类化合物的生物合成具有重要的调控作用。故本研究以丹参GGPPS(Sm GGPPS)基因家族为研究对象,以SmGGPPS基因家族的共表达分析、遗传变异分析及其与丹参酮类成分含量之间的相关性分析为切入点,探讨了SmGGPPS基因家族不同成员与丹参二萜途径不同代谢分支之间的关系及其调控丹参酮类成分生物合...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
缩略词
第一章 引言
    1.1 研究背景
        1.1.1 植物中萜类化合物生物合成途径的拓扑结构
        1.1.2 植物中萜类化合物生物合成途径的调控研究
        1.1.3 丹参的遗传变异与丹参酮类成分生物合成的研究
            1.1.3.1 丹参的遗传变异与丹参酮类成分的相关性研究
            1.1.3.2 丹参酮类成分生物合成途径的拓扑结构研究
            1.1.3.3 丹参酮类成分生物合成途径的调控研究
    1.2 研究目的与意义
    1.3 研究内容
    1.4 技术路线
第二章 SmGGPPS基因家族与二萜途径基因的共表达分析
    2.1 SmGGPPS基因家族共表达关系的预测
        2.1.1 数据来源
        2.1.2 分析方法
            2.1.2.1 基因共表达网络分析
            2.1.2.2 系统发育分析
        2.1.3 结果与分析
            2.1.3.1 At GGPPS基因家族的基因共表达网络分析
            2.1.3.2 拟南芥与丹参的系统发育关系
            2.1.3.3 SmGGPPS基因家族共表达关系的预测
    2.2 SmGGPPS基因家族与二萜途径基因的共表达关系的实验验证
        2.2.1 实验材料
        2.2.2 仪器与试剂
            2.2.2.1 仪器
            2.2.2.2 试剂
        2.2.3 实验方法
            2.2.3.1 丹参根、茎、叶、花总RNA的提取
            2.2.3.2 RNA质量检测
            2.2.3.3 cDNA的制备
            2.2.3.4 定量PCR
        2.2.4 结果与分析
            2.2.4.1 SmGGPPS基因家族与二萜途径基因在丹参不同时期不同组织中的相对表达量
            2.2.4.2 SmGGPPS基因家族与二萜途径基因的共表达网络分析
    2.3 讨论
        2.3.1 GGPPS基因家族系统发育关系
        2.3.2 GGPPS基因家族各成员表达的比较
        2.3.3 GGPPS基因家族各成员共表达关系的比较
        2.3.4 GGPPS基因家族各成员的分工
    2.4 小结
第三章 基于SRAP分子标记和SmGGPPS基因家族的丹参遗传变异分析
    3.1 实验材料
    3.2 仪器与试剂
        3.2.1 仪器
        3.2.2 试剂
    3.3 实验方法
        3.3.1 丹参植株基因组DNA的提取
        3.3.2 DNA质量检测
        3.3.3 SRAP分子标记
            3.3.3.1 引物初筛及合成
            3.3.3.2 SRAP-PCR扩增
            3.3.3.3 电泳检测
            3.3.3.4 数据处理
        3.3.4 不同原产地丹参SmGGPPS基因家族各成员的克隆
            3.3.4.1 引物设计与合成
            3.3.4.2 PCR克隆
            3.3.4.3 电泳检测及测序
            3.3.4.4 测序结果分析
    3.4 结果与分析
        3.4.1 基于SRAP分子标记的丹参基因组遗传变异分析
            3.4.1.1 SRAP-PCR扩增引物的筛选
            3.4.1.2 SRAP-PCR扩增结果
            3.4.1.3 基于SRAP分子标记的丹参遗传变异
        3.4.2 SmGGPPS基因家族各成员遗传变异分析
            3.4.2.1 SmGGPPS1 基因的遗传变异分析
            3.4.2.2 SmGGPPS2 基因的遗传变异分析
            3.4.2.3 SmGGPPS3 基因的遗传变异分析
    3.5 讨论
        3.5.1 SmGGPPS基因家族不同功能区域的序列变异
        3.5.2 SmGGPPS基因家族启动子区转录因子结合位点的变异
        3.5.3 基于SRAP分子标记的丹参基因组遗传变异与基于SmGGPPS基因家族的丹参功能基因组遗传变异之间的比较
    3.6 小结
第四章 SmGGPPS基因家族与丹参酮类成分的相关性分析
    4.1 实验材料
    4.2 仪器与试剂
        4.2.1 仪器
        4.2.2 试剂
    4.3 实验方法
        4.3.1 丹参酮类成分含量测定
        4.3.2 数据分析
    4.4 结果与分析
        4.4.1 不同原产地丹参样品丹参酮类成分含量测定结果
        4.4.2 SmGGPPS基因家族遗传变异与丹参酮类成分含量之间的相关性
            4.4.2.1 SmGGPPS1 基因遗传变异与丹参酮类成分含量之间的相关性
            4.4.2.2 SmGGPPS2 基因遗传变异与丹参酮类成分含量之间的相关性
            4.4.2.3 SmGGPPS3 基因遗传变异与丹参酮类成分含量之间的相关性
        4.4.3 基于SRAP分子标记的丹参基因组遗传变异与丹参酮类成分含量之间的相关性
    4.5 讨论
        4.5.1 SmGGPPS基因序列多态性与丹参酮类成分含量之间的相关性
        4.5.2 SmGGPPS基因启动子区转录因子结合位点的变异与丹参酮类成分含量之间的相关性
        4.5.3 基于SRAP分子标记的丹参基因组遗传变异与丹参酮类成分含量之间的相关性
    4.6 小结
第五章 结论与创新点
    5.1 结论
    5.2 创新
    5.3 展望
参考文献
文献综述
    1 基因家族概述
    2 植物界GGPPS基因家族的研究现状
        2.1 GGPPS蛋白结构
        2.2 GGPPS基因家族的遗传分类
        2.3 GGPPS基因家族的生物学功能
            2.3.1 调控植物的生长发育
            2.3.2 调控药用植物活性成分的生物合成
    3 小结
    参考文献
致谢
在读期间公开发表的学术论文、专著及科研成果



本文编号：3890394