中国红豆杉中TcWRKY47转录因子调控紫杉烷类化合物合成机理探究
发布时间：2021-06-26 02:26
紫杉烷类化合物是红豆杉属植物的特征次级代谢产物,其中,紫杉醇具有显著的广谱抗肿瘤功效,是目前临床上使用最多的抗肿瘤药物。但是,其在植物组织中含量极低,导致从植物中直接提取无法满足市场应用。目前生产紫杉烷类化合物的方法很多,其中在转录水平上应用转基因技术是常用手段之一。WRKY类转录因子是植物中最大的转录因子家族之一,广泛参与了植物的发育、衰老与生长等多种生物学过程,其在植物防御与次级代谢产物合成过程中也具有显著的作用。本文以TcWRKY47转录因子为研究对象,探究其调控紫杉烷类化合物生物合成的分子机制。取得的主要结果如下:（1）基于红豆杉简易基因组与转录组数据筛选WRKY类转录因子潜在靶基因。基于红豆杉的转录组及简易基因组数据,筛选并获得31618个基因具有完整的5’端侧翼序列,提取出5017个含有W-box元件的5’端侧翼序列及其下游基因ORF框。通过对5017个基因进行功能注释,结果显示,包含紫杉烷合成酶T5H、T7H、T10H、T14H、DBAT、BAPT共6个基因在内,部分萜类合成、生物碱合成以及黄酮类合成的关键酶都是WRKY的潜在靶基因。此外,还发现了4个TcERFs,5个T...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：115 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
紫杉醇化学结构与三维结构
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文胞位置与分子功能三大类中共分为 52 小类，其中含有靶基因最多的 5 个 GO 分类依次是：细胞结构、细胞内结构、初级代谢、细胞器、胞内细胞器。对这些基因又进行了 KEGG 的富集与分类分析（图 2-2），从而探究 5’端侧翼序列中含有 W-box 元件的基因所参与的生物学路径，共有 3408 个基因在生物学路径中得到了注释，参与了 270 个生物学路径，其中含有靶基因最多的 10 个途径依次是：翻译、碳水化合物代谢、肽链折叠分类与降解、信号转、转录、运输与分解代谢、氨基酸代谢、DNA复制与修复、细胞生长于死亡、核酸代谢与能量代谢。而在植物次生代谢途径中，得到注释最多的途径为：萜类合成途径、生物碱合成途径、黄酮生物合成途径。
图 2-2 5’端侧翼序列含 W-box 元件的基因 KEGG 分类分析Figure 2-2 KEGG classification of genes including W-box motif.2.3.2 红豆杉次生代谢途径中关键酶筛选及 5’端侧翼序列上 W-box 元件分析植物次生代谢产物可分为三大类，即酚类、萜类及含氮有机物，在植物体内，每种次生代谢产物都是由多部酶促反应共同作用而合成，涉及多种酶的催化作用，而相应酶基因的表达情况能够直接影响细胞内酶的数量，进而影响酶促反应效率，因而转录因子能够通过调控关键酶基因的表达进而影响次生代谢产物的生物合成过程。WRKY 转录因子能够与酶基因启动子上 W-box 元件相互作用，进而调控其表达过程，所以结合以上 W-box 元件筛选结果，对红豆杉次生代谢产物合成途径中关键酶基因 5’端侧翼序列进行分析，进而推测其可能调控的次生代谢产物合成路径（表2-1），分析结果发现在红豆杉的酚类代谢、萜类代谢的 MVA 途径与 MEP 途径、紫杉烷类代谢以及含氮化合物代谢途径中，关键酶基因的 5’端侧翼序列中含有 W-box
本文编号：3250441
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：115 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
紫杉醇化学结构与三维结构
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文胞位置与分子功能三大类中共分为 52 小类，其中含有靶基因最多的 5 个 GO 分类依次是：细胞结构、细胞内结构、初级代谢、细胞器、胞内细胞器。对这些基因又进行了 KEGG 的富集与分类分析（图 2-2），从而探究 5’端侧翼序列中含有 W-box 元件的基因所参与的生物学路径，共有 3408 个基因在生物学路径中得到了注释，参与了 270 个生物学路径，其中含有靶基因最多的 10 个途径依次是：翻译、碳水化合物代谢、肽链折叠分类与降解、信号转、转录、运输与分解代谢、氨基酸代谢、DNA复制与修复、细胞生长于死亡、核酸代谢与能量代谢。而在植物次生代谢途径中，得到注释最多的途径为：萜类合成途径、生物碱合成途径、黄酮生物合成途径。
图 2-2 5’端侧翼序列含 W-box 元件的基因 KEGG 分类分析Figure 2-2 KEGG classification of genes including W-box motif.2.3.2 红豆杉次生代谢途径中关键酶筛选及 5’端侧翼序列上 W-box 元件分析植物次生代谢产物可分为三大类，即酚类、萜类及含氮有机物，在植物体内，每种次生代谢产物都是由多部酶促反应共同作用而合成，涉及多种酶的催化作用，而相应酶基因的表达情况能够直接影响细胞内酶的数量，进而影响酶促反应效率，因而转录因子能够通过调控关键酶基因的表达进而影响次生代谢产物的生物合成过程。WRKY 转录因子能够与酶基因启动子上 W-box 元件相互作用，进而调控其表达过程，所以结合以上 W-box 元件筛选结果，对红豆杉次生代谢产物合成途径中关键酶基因 5’端侧翼序列进行分析，进而推测其可能调控的次生代谢产物合成路径（表2-1），分析结果发现在红豆杉的酚类代谢、萜类代谢的 MVA 途径与 MEP 途径、紫杉烷类代谢以及含氮化合物代谢途径中，关键酶基因的 5’端侧翼序列中含有 W-box
本文编号：3250441
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