玉米ZmDof3基因调控种子淀粉合成的功能分析

发布时间：2021-06-08 08:58

　　玉米（Zea mays L.）是重要的粮食、饲料和工业原料兼用作物,是我国和世界主要的农作物之一。近年来,玉米播种面积和总产量均超过水稻,成为第一大粮食作物。玉米淀粉占世界淀粉年产量的80%左右,深入开展对玉米淀粉生物合成代谢途径的研究,挖掘玉米淀粉合成相关基因功能,对作物品质的遗传改良和培育高产优质的玉米等方面具有重要的指导意义。本研究基于前期基因组关联分析结果并结合Dof转录因子生物信息学数据分析,获得了淀粉调控基因:Dof家族基因ZmDof3。利用分子生物学方法,从玉米B73自交系中克隆出转录因子ZmDof3。并通过过量表达转基因技术初步探索了该基因在玉米淀粉合成过程中调控机制。获得的主要结果如下:（1）从玉米B73自交系中克隆出目的基因ZmDof3,通过生物信息学预测,该基因序列为1057bp、等电点（PI）为4.93、蛋白相对分子质量（Mw）为36.73KD,具有核定位信号,不具有信号肽和跨膜结构域。（2）亚细胞定位分析显示ZmDof3定位在细胞核上;酵母转录活性分析表明该蛋白具有转录活性且最小的转录活性区域位于227-285aa。（3）利用Real-time PCR技术分析... 

【文章来源】：安徽农业大学安徽省

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

直链淀粉与支链淀粉的化学结构模式图

但是现在对淀粉的调控机制还不是非常了解。图1-2 淀粉合成代谢途径模式图Fig.1-2 Starch biosynthesis system in maize在许多高等植物中，淀粉的合成起始于底物 G-1-P 和 ATP 在 ADPase 的催化下生成 ADPG。淀粉合成酶（SS）通过催化腺苷二磷酸葡萄糖中的葡萄糖连接到粘性末端，使得淀粉链的不断延伸。当延伸到一定阶段时，SBE 将直链淀粉的非还原端接上羟基形成分支点，多次循环后合成支链淀粉。SDBE 将支链淀粉末端葡萄糖残基水解后再通过糖苷键连接形成直链淀粉或者在淀粉水解酶的作用下水解为可溶性糖或者还原糖等糖类物质。（1）ADP-葡萄糖焦磷酸化酶（AGPase）在淀粉合成过程中，AGPase 是淀粉生物合成关键的限速酶，在许多高等植

他蛋白的相互作用，例如：Dof 转录因子 OPB1 可以与 bZIP 转录因子家族中BF4 和 OBF5 相互作用促使 OBF 基因与的它的靶基因结合[62]。在种子发育过中，小麦的 prolamin-box 结合因子和 Dof 转录因子可以与 TaQM 相互作用激活lpha-gliadin 基因的转录[63]。Dof 转录因子家族参与的生物学功能主要有植物防[64]、种子存储蛋白的合成[65]、激素反应[66]、碳水化合物代谢[67]、胚乳中特异表达[68-69]等。Dof 基 因 家 族 在 植 物 中 被 广 泛 研 究 ， 从 较 低 的 绿 色 单 细 胞 藻 类Chlamydomonas reinhardtii）[70]到高等植物（拟南芥、水稻[71]、高粱[72]）。玉米为重要的粮食作物，但只有少量有关 dof 转录因子的报道。ZmDof1 和 ZmDof2为转录因子与其他基因共同作用参与碳代谢[73]。ZmDof1 与 C4 磷酸烯醇丙酮盐基因的启动子相互作用，增强启动子活性[74]，然而，ZmDof2 作为一种竞争抑制剂抑制转录[75]，Dof 转录因子家族中 prolamin-box 结合因子（PBF）和of1 被报道在碳代谢和种子的发育过程中起重要作用（Marzabal P）。PBF 通过合到顺式作用元件 P-box (TGTAAAG)，调控 27-kD γ-zein 表达[76]。

【参考文献】：
期刊论文
[1]粉末X射线衍射图谱计算植物淀粉结晶度方法的探讨[J]. 徐斌,满建民,韦存虚.  植物学报. 2012(03)
[2]谷胱甘肽转移酶基因过量表达能加速盐胁迫下转基因拟南芥的生长[J]. 戚元成,张世敏,王丽萍,王明道,张慧.  植物生理与分子生物学学报. 2004(05)
[3]灌浆结实期温度对早籼水稻籽粒淀粉合成代谢的影响[J]. 程方民,钟连进,孙宗修.  中国农业科学. 2003(05)
[4]双波长分光光度法测定河北省多种粮豆作物中直、支链淀粉含量[J]. 王春霞,孙领霞,刘满英.  光谱实验室. 1999(03)
[5]淀粉含量测定的一种简便方法──碘显色法[J]. 徐昌杰,陈文峻,陈昆松,张上隆.  生物技术. 1998(02)

博士论文
[1]玉米淀粉合成调控基因的挖掘及功能分析[D]. 董庆.安徽农业大学 2015

硕士论文
[1]马铃薯腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶基因克隆[D]. 马彦军.甘肃农业大学 2002



本文编号：3218103