樟树MEP途径重要基因的进化与功能研究

发布时间：2021-12-29 19:16

　　樟树（Cinnamomum camphora）是樟科（Lauraceae）樟属（Cinnamomum）的常绿高大乔木,具有很高的经济和生态价值。樟树精油主要成分为单萜类化合物,MEP途径是该类化合物生物合成过程中重要的调控节点,其中1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合成酶（DXS）、1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸还原异构酶（DXR）、1-羟基-2-甲基-2-（E）-丁烯基-4-焦磷酸还原酶（HDR）是控制该途径的关键酶,樟树中相关研究甚少。本文比较了不同化学类型樟树叶组织精油的成分,并对樟树中DXS、DXR、HDR的进化历史、式样和表达模式进行了阐释,初步明确了这些基因的功能。本研究丰富了人们对樟树精油合成分子机制的认识,也为樟树良种选育和经营模式优化等研究提供了理论支持。主要结果如下:1)樟树叶组织精油成分分析。从5种化学类型樟树叶组织提取的精油中共检测到89种化合物成分;除异樟外,其余4种化学型樟树的精油中单萜类化合物含量均高于90%,验证了樟树精油成分是以单萜类化合物为主。2)樟树DXS、DXR和HDR基因的鉴定与进化分析。在樟树叶组织的转录组数据中鉴定出5个DXS基因、1个DXR基... 

【文章来源】：江西农业大学江西省

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 前言
    1.1 萜类化合物的概述
    1.2 萜类化合物的生物合成途径
        1.2.1 甲羟戊酸(MVA)生物合成途径
        1.2.2 2-甲基-D-赤藓糖醇-4-磷酸(MEP)生物合成途径
    1.3 MEP生物合成途径中关键酶DXS、DXR和 HDR的研究进展
        1.3.1 1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合成酶(DXS)
        1.3.2 1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸异构化酶(DXR)
        1.3.3 (E)-4-羟基-3-甲丁-2-烯基二磷酸还原酶(HDR)
    1.4 樟树萜类化合物合成相关基因的研究进展
    1.5 研究目的与意义
第二章 樟树叶组织精油的提取与单萜类化合物含量分析
    2.1 实验材料与仪器
        2.1.1 实验材料
        2.1.2 实验仪器
    2.2 实验方法
        2.2.1 樟树叶组织样品的采集与提取
        2.2.2 精油成分分析样品的制备
        2.2.3 精油成分组成及含量测定条件
        2.2.4 数据处理及质谱检索
    2.3 结果
    2.4 讨论
第三章 樟树DXS、DXR和 HDR的鉴定与生物信息学分析
    3.1 实验材料
    3.2 实验方法
        3.2.1 樟树DXS、DXR和 HDR的鉴定
        3.2.2 樟树DXS、DXR和 HDR的生物信息学分析
    3.3 实验结果
        3.3.1 樟树DXS、DXR和 HDR的鉴定
        3.3.2 樟树DXS、DXR和 HDR的理化性质分析
        3.3.3 樟树DXS、DXR和 HDR的蛋白二、三级结构分析
        3.3.4 樟树DXS、DXR和 HDR的亚细胞定位预测
        3.3.5 樟树DXS、DXR和 HDR的多序列比对和系统进化分析
    3.4 讨论
第四章 樟树DXS、DXR和 HDR基因的克隆与表达分析
    4.1 实验材料与仪器
        4.1.1 实验材料
        4.1.2 实验仪器
    4.2 实验方法
        4.2.1 樟树叶组织总RNA的提取
        4.2.2 cDNA第一链的合成
        4.2.3 樟树MEP途径基因的克隆
        4.2.4 PCR目的条带回收
        4.2.5 回收产物连接与转化
        4.2.6 阳性单克隆筛选与测序
        4.2.7 单萜类精油合成关联分析
        4.2.8 基因表达式样分析
        4.2.9 激素处理分析
    4.3 结果
        4.3.1 樟树叶片总RNA的提取
        4.3.2 樟树DXS、DXR和 HDR基因的克隆
        4.3.3 基因的测序与验证
        4.3.4 樟树DXS、DXR和 HDR基因表达与单萜类精油合成关联分析
        4.3.5 樟树DXS、DXR和 HDR基因的表达式样分析
        4.3.6 不同激素诱导樟树DXS、DXR和 HDR基因的表达动态分析
    4.4 讨论
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
附录
致谢
个人简历


【参考文献】：
期刊论文
[1]香樟GGPPS基因的克隆及生物信息学分析[J]. 曹先爽,王进,张瑶瑶,王煜炜,马晓江,宋丽,汤锋,岳永德.  基因组学与应用生物学. 2018(08)
[2]香樟FPPS基因的克隆及生物信息学分析[J]. 张瑶瑶,宋丽,刘伟,曹先爽,王煜炜,王进.  分子植物育种. 2018(19)
[3]香樟MK基因的克隆与生物信息学分析[J]. 曹先爽,王进,张瑶瑶,王煜炜,马晓江,宋丽,汤锋,岳永德.  热带作物学报. 2017(12)
[4]萜类化合物的合成生物学研究进展[J]. 孙丽超,李淑英,王凤忠,辛凤姣.  生物技术通报. 2017(01)
[5]滇牡丹1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合酶（DXS）基因的克隆及功能分析[J]. 赵能,原晓龙,陈中华,杨宇明,王娟,王毅.  基因组学与应用生物学. 2017(07)
[6]香樟1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸还原异构酶基因CcDXR1的克隆和表达分析[J]. 郑汉,荆礼,姚娜,杨青山,彭华胜,申业,黄璐琦.  药学学报. 2016(09)
[7]基于CRISPR/Cas9技术的烟草NtDXR基因敲除及功能分析[J]. 聂梦云,高军平,罗培,陈晓乐,易小慧,王根洪,夏庆友.  烟草科技. 2016(06)
[8]玉米ZmHDR基因的分子克隆及生物信息学分析[J]. 鲁晓民,王振华,张新,张前进,魏昕.  河南农业科学. 2014(08)
[9]樟树5种化学类型叶片转录组分析[J]. 江香梅,伍艳芳,肖复明,熊振宇,徐海宁.  遗传. 2014(01)
[10]茉莉酸甲酯调控阳春砂HMGR、DXR和DXS基因表达[J]. 魏洁书,杨锦芬,凌敏,刘卉,詹若挺,陈蔚文.  广州中医药大学学报. 2013(01)



本文编号：3556720