PAL2-3基因调控大豆籽粒异黄酮含量的原因分析
发布时间：2020-12-29 15:13
大豆异黄酮是主要存在于大豆中的一种次生代谢产物,因其对人类生理保健和植物自身有重要的功能而备受关注。大豆异黄酮合成代谢途径是苯丙氨酸代谢途径的一个分支,而在苯丙氨酸代谢途径中苯丙氨酸解氨酶（PAL）是限速酶与关键酶。本课题组经前期研究发现PAL2-3（GLYMA13G145000）基因对大豆籽粒异黄酮含量具有调控效应:即PAL2-3基因过表达的T1代转基因大豆植株中,大豆籽粒异黄酮及三种苷元成分不同程度提高;PAL2-3基因RNAi干扰的T1代转基因大豆植株中,大豆籽粒异黄酮及三种苷元成分含量显著降低。为了对PAL2-3基因调控大豆籽粒异黄酮含量的原因进行分析,开展本研究,结果如下:（1）通过用Bar基因进行PCR检测、实时荧光定量PCR测定PAL2-3基因相对表达量,获得T2代3个过表达PAL2-3转基因大豆株系和4个RNAi干扰PAL2-3转基因大豆株系。对转基因株系和野生型对照组的苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性进行测定发现,过表达PAL2-3基因株系和野生型对照组相比PAL活性升高,两者差异不显...
【文章来源】：东北农业大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
大豆异黄酮苷元结构图
图 1-2 大豆异黄酮糖苷结构图Figure 1-2 The chart of soybean isoflavone glucoside structure表 1-2 大豆异黄酮糖苷结构表Table 1-2 The table of soybean isoflavone glucoside structure糖苷 R3 R4 大豆苷（Daidzin） H H 染料木苷（Genistin） O H 黄豆苷（Glycitin） H OCH3基大豆苷（6”-O-Acetydaizin） H H 染料木苷（6”-O-Acetygenistin） O H 基黄豆苷（6”-O-Acetyglycitin） H OCH3基大豆苷（6”-O-Malonydaidzin） H H
注：图中虚线表示还需经多部反应形成最终产物图 1-3 苯丙氨酸代谢途径[33]Fig. 1-3 Phenylalanine metabolic pathway1.2.3.1 苯丙氨酸解氨酶（PAL）Conn 等于 1961 年首次发现苯丙氨酸解氨酶(PAL)存在于大麦幼苗中[34]。后来，随着分纯化技术的不断发展与完善，PAL 已经从多个植物中如草莓[35]、大豆[36]、杨树[37]、木薯[38白及[39]、荸荠[40]、山葡萄[41]和石榴[42]等成功进行了分离纯化，在藻类、真菌中[43]也证明有 PAL 的存在。PAL 基因家族主要包含 3 个亚家族，分别为 PAL1、PAL2、PAL3。其中 PAL1 亚家族含3 个成员，分别为 PAL1-1、PAL1-2、PAL1-3，PAL2 亚家族含有 4 个成员，分别为 PAL2-1PAL2-2、PAL2-3、PAL2-4，PAL3 亚家族只有 1 个成员，为 PAL3。PAL 基因家族中不同成员在植物中的表达具有时空表达差异[44]。多数植物中，根部和熟的花中 PAL 表达水平最高，茎中的表达水平居中，成熟的叶片中表达水平最低或不表达侯鹏等分析了大豆中 PAL 基因家族 8 个成员的表达情况，试验发现，在生殖生长时期的 PA基因家族的表达水平明显高于营养生长时期的 PAL 基因家族的表达水平，其中 PAL1-1PAL2-1、PAL2-3 基因是 PAL 基因家族中的主要表达成员，对以上 3 个基因进一步分析发现
【参考文献】：
期刊论文
[1]杭菊CHI基因的克隆及原核表达[J]. 王蕊,邹庆军,郭巧生,汪涛,程搏幸. 中国中药杂志. 2019(14)
[2]膜荚黄芪查尔酮还原酶基因的克隆与表达分析[J]. 包蕊,刘俊频,袁元,于洋,全雪丽,吴松权. 北方园艺. 2019(06)
[3]木薯苯丙氨酸解氨酶基因的克隆及其对低温胁迫的响应[J]. 吴远航,刘秦,刘攀道,郭鹏飞,李敏,蒋凌雁,罗丽娟. 热带作物学报. 2019(03)
[4]白及苯丙氨酸解氨酶基因的克隆、序列特征及激素响应表达分析[J]. 罗才林,李林,陈立,邓琴,张俊,马璇,徐德林,钱刚. 中草药. 2019(03)
[5]异叶天南星查尔酮合成酶和异构酶基因的克隆及蛋白的结构性质分析[J]. 张声祥,施圆圆,王晨凯,赵德蕊,杨青山,马克龙,吴家文. 中国中药杂志. 2019(09)
[6]大豆异黄酮神经保护作用的研究进展[J]. 张珍,韩领,夏晓洋,向霞. 中国食物与营养. 2019(01)
[7]山葡萄苯丙氨酸解氨酶基因(PAL)的克隆与表达分析[J]. 陈蒙,张雪,张宇,杨铭慧,刘海峰. 华北农学报. 2018(06)
[8]荸荠苯丙氨酸解氨酶基因的克隆和表达[J]. 宋慕波,帅良,段振华,覃丽,李淋,陈振林,方方. 华南农业大学学报. 2019(01)
[9]独行菜La F3H基因克隆、序列分析及原核表达[J]. 赵乐,马利刚,张金燕,冯卫生,匡海学,郑晓珂. 中草药. 2018(23)
[10]大豆异黄酮研究进展及前景展望[J]. 石群,李波. 大豆科技. 2018(05)
硕士论文
[1]大豆PAL2-3基因的功能研究[D]. 梁冬.东北农业大学 2017
[2]大豆PAL基因家族时空表达及PAL2-1基因对异黄酮含量调控的研究[D]. 侯鹏.东北农业大学 2016
[3]大豆异黄酮合成途径基因的进化分析及转录因子GmMYB184的功能鉴定[D]. 朱莹.南京农业大学 2016
[4]异黄酮合成代谢途径中关键酶基因表达及底物差异研究[D]. 王静.东北农业大学 2015
[5]拟南芥黄烷酮-3-羟化酶调控非生物胁迫抗性机理研究[D]. 孙鹏.山东农业大学 2014
[6]氟中毒大鼠肝肾功能和氧化应激损伤研究[D]. 张健.吉林大学 2013
[7]粘毛黄芩CHS基因植物表达载体的构建及其在烟草中的功能验证[D]. 饶灿.西南大学 2010
[8]大豆（Glycine max）苯丙氨酸解氨酶基因的克隆和生物信息学分析[D]. 王婵婵.东北农业大学 2010
[9]拟南芥4CL cDNA的克隆及其对酵母的遗传转化[D]. 姬婧媛.西北大学 2008
本文编号：2945852
【文章来源】：东北农业大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
大豆异黄酮苷元结构图
图 1-2 大豆异黄酮糖苷结构图Figure 1-2 The chart of soybean isoflavone glucoside structure表 1-2 大豆异黄酮糖苷结构表Table 1-2 The table of soybean isoflavone glucoside structure糖苷 R3 R4 大豆苷（Daidzin） H H 染料木苷（Genistin） O H 黄豆苷（Glycitin） H OCH3基大豆苷（6”-O-Acetydaizin） H H 染料木苷（6”-O-Acetygenistin） O H 基黄豆苷（6”-O-Acetyglycitin） H OCH3基大豆苷（6”-O-Malonydaidzin） H H
注：图中虚线表示还需经多部反应形成最终产物图 1-3 苯丙氨酸代谢途径[33]Fig. 1-3 Phenylalanine metabolic pathway1.2.3.1 苯丙氨酸解氨酶（PAL）Conn 等于 1961 年首次发现苯丙氨酸解氨酶(PAL)存在于大麦幼苗中[34]。后来，随着分纯化技术的不断发展与完善，PAL 已经从多个植物中如草莓[35]、大豆[36]、杨树[37]、木薯[38白及[39]、荸荠[40]、山葡萄[41]和石榴[42]等成功进行了分离纯化，在藻类、真菌中[43]也证明有 PAL 的存在。PAL 基因家族主要包含 3 个亚家族，分别为 PAL1、PAL2、PAL3。其中 PAL1 亚家族含3 个成员，分别为 PAL1-1、PAL1-2、PAL1-3，PAL2 亚家族含有 4 个成员，分别为 PAL2-1PAL2-2、PAL2-3、PAL2-4，PAL3 亚家族只有 1 个成员，为 PAL3。PAL 基因家族中不同成员在植物中的表达具有时空表达差异[44]。多数植物中，根部和熟的花中 PAL 表达水平最高，茎中的表达水平居中，成熟的叶片中表达水平最低或不表达侯鹏等分析了大豆中 PAL 基因家族 8 个成员的表达情况，试验发现，在生殖生长时期的 PA基因家族的表达水平明显高于营养生长时期的 PAL 基因家族的表达水平，其中 PAL1-1PAL2-1、PAL2-3 基因是 PAL 基因家族中的主要表达成员，对以上 3 个基因进一步分析发现
【参考文献】：
期刊论文
[1]杭菊CHI基因的克隆及原核表达[J]. 王蕊,邹庆军,郭巧生,汪涛,程搏幸. 中国中药杂志. 2019(14)
[2]膜荚黄芪查尔酮还原酶基因的克隆与表达分析[J]. 包蕊,刘俊频,袁元,于洋,全雪丽,吴松权. 北方园艺. 2019(06)
[3]木薯苯丙氨酸解氨酶基因的克隆及其对低温胁迫的响应[J]. 吴远航,刘秦,刘攀道,郭鹏飞,李敏,蒋凌雁,罗丽娟. 热带作物学报. 2019(03)
[4]白及苯丙氨酸解氨酶基因的克隆、序列特征及激素响应表达分析[J]. 罗才林,李林,陈立,邓琴,张俊,马璇,徐德林,钱刚. 中草药. 2019(03)
[5]异叶天南星查尔酮合成酶和异构酶基因的克隆及蛋白的结构性质分析[J]. 张声祥,施圆圆,王晨凯,赵德蕊,杨青山,马克龙,吴家文. 中国中药杂志. 2019(09)
[6]大豆异黄酮神经保护作用的研究进展[J]. 张珍,韩领,夏晓洋,向霞. 中国食物与营养. 2019(01)
[7]山葡萄苯丙氨酸解氨酶基因(PAL)的克隆与表达分析[J]. 陈蒙,张雪,张宇,杨铭慧,刘海峰. 华北农学报. 2018(06)
[8]荸荠苯丙氨酸解氨酶基因的克隆和表达[J]. 宋慕波,帅良,段振华,覃丽,李淋,陈振林,方方. 华南农业大学学报. 2019(01)
[9]独行菜La F3H基因克隆、序列分析及原核表达[J]. 赵乐,马利刚,张金燕,冯卫生,匡海学,郑晓珂. 中草药. 2018(23)
[10]大豆异黄酮研究进展及前景展望[J]. 石群,李波. 大豆科技. 2018(05)
硕士论文
[1]大豆PAL2-3基因的功能研究[D]. 梁冬.东北农业大学 2017
[2]大豆PAL基因家族时空表达及PAL2-1基因对异黄酮含量调控的研究[D]. 侯鹏.东北农业大学 2016
[3]大豆异黄酮合成途径基因的进化分析及转录因子GmMYB184的功能鉴定[D]. 朱莹.南京农业大学 2016
[4]异黄酮合成代谢途径中关键酶基因表达及底物差异研究[D]. 王静.东北农业大学 2015
[5]拟南芥黄烷酮-3-羟化酶调控非生物胁迫抗性机理研究[D]. 孙鹏.山东农业大学 2014
[6]氟中毒大鼠肝肾功能和氧化应激损伤研究[D]. 张健.吉林大学 2013
[7]粘毛黄芩CHS基因植物表达载体的构建及其在烟草中的功能验证[D]. 饶灿.西南大学 2010
[8]大豆（Glycine max）苯丙氨酸解氨酶基因的克隆和生物信息学分析[D]. 王婵婵.东北农业大学 2010
[9]拟南芥4CL cDNA的克隆及其对酵母的遗传转化[D]. 姬婧媛.西北大学 2008
本文编号：2945852
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