类胡萝卜素代谢相关基因表达模式与小米米色形成的关系

发布时间：2021-07-20 21:39

　　谷子起源于中国,是我国北方重要的杂粮作物,脱壳后称为小米。米色是评价谷子品质的重要指标,目前关于米色的形成机制尚不明确。本研究以黄色（晋谷21和长农35）和白色（支生谷和牛毛白）谷子品种为对照材料,研究了总类胡萝卜素含量及其重要组分叶黄素和玉米黄质含量与小米米色形成的关系;对比分析了 14个类胡萝卜素代谢相关基因在谷子籽粒发育不同阶段的表达模式,并对类胡萝卜素生物合成途径中第一个关键酶基因SiPSY1进行了克隆与序列比对分析,从生理水平和分子水平共同探讨了小米米色形成的分子机制,主要研究结果如下:1.采用CIEL*a*b*色度仪系统相关米色指标（L*、a*、b*和CCI）对不同发育阶段黄色和白色小米米色进行测定,结果表明:小米越黄,b9值越高,黄度指标b*可以很好地表征小米米色差异;黄度b*与亮度L*呈显著负相关（r=-0.702;p<0.05）,与红度a*呈显著正相关（r=0.783;p<0.01）,与CCI指数没有明显相关性。2.利用分光光度计和高效液相色谱技术（HPLC）对不同发育阶段小米总类胡萝卜素含量、叶黄素含量和玉米黄质含量进行测定,结果表明:小米类胡萝卜素主要... 

【文章来源】：山西农业大学山西省

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
前言
    1.1 小米品质研究进展
        1.1.1 小米营养品质
        1.1.2 小米食味品质
        1.1.3 小米外观品质
        1.1.4 小米外观品质与类胡萝卜素关系研究进展
    1.2 植物类胡萝卜素代谢途径相关基因的研究进展
        1.2.1 八氢番茄红素合成酶(PSY)
        1.2.2 八氢番茄红素脱氢酶(PDS)和ζ-胡萝卜素脱氢酶(ZDS)
        1.2.3 类胡萝卜素异构酶(CRTISO)和ζ-胡萝卜素异构酶(Z-ISO)
        1.2.4 番茄红素β-环化酶(LCYB)和番茄红素ε-环化酶(LCYE)
        1.2.5 类胡萝卜素β-环羟化酶(HYD)和细胞色素P450-型加氧酶(CYPs)
        1.2.6 类胡萝卜素裂解双加氧酶(CCDs)
    1.3 研究目的和意义
    1.4 技术路线
2 材料与方法
    2.1 供试材料
    2.2 材料种植与样品采集
    2.3 小米米色测定
    2.4 总类胡萝卜素提取与测定
    2.5 叶黄素和玉米黄质的高效液相色谱(HPLC)测定
        2.5.1 色谱条件
        2.5.2 标准品标准曲线绘制
        2.5.3 样品上机前处理
        2.5.4 样品测定
        2.5.5 洗脱条件
    2.6 类胡萝卜素代谢相关基因定量试验
        2.6.1 籽粒RNA提取
        2.6.2 浓度测定及质量检测
        2.6.3 反转录
        2.6.4 实时荧光定量PCR
    2.7 白米品种SiPSY1的克隆与生物信息学分析
        2.7.1 引物设计
        2.7.2 叶片DNA提取
        2.7.3 基因扩增
        2.7.4 扩增产物验证
        2.7.5 蛋白高级结构预测和进化树分析
3 结果分析
    3.1 不同品种小米米色色差分析
    3.2 品种间类胡萝卜素含量比较及其与米色指标的相关性分析
        3.2.1 不同品种类胡萝卜素重要组分及含量比较
        3.2.2 米色评价指标与类胡萝卜素含量相关性分析
    3.3 类胡萝卜素代谢相关基因表达模式分析
        3.3.1 谷子SiPSY和SiCCD家族主要同源基因的表达模式
        3.3.2 脱氢酶基因SiPDS和SiZDS表达模式
        3.3.3 异构酶基因SiZISO和SiCRTISO表达模式
        3.3.4 环化酶基因SiLCYB和SiLCYE表达模式
        3.3.5 羟化酶基因SiHYD、SiCYP97表达模式
        3.3.6 类胡萝卜素积累与基因表达的相关性分析和热图分析
    3.4 白米品种SiPSY1基因的克隆与鉴定
        3.4.1 不同米色SiPSY1基因组DNA的序列比对分析
        3.4.2 谷子SiPSY1编码蛋白的理化性质与空间结构预测
        3.4.3 不同物种PSY家族同源基因的进化分析
4 讨论
    4.1 类胡萝卜素积累的品种特异性
    4.2 类胡萝卜素代谢相关基因表达模式的相互关系
5 结论
参考文献
Abstract
攻读硕士学位期间发表论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]晋谷21号适口性变差的原因及改进措施[J]. 史根生,史关燕,杨成元,麻慧芳,陈瑛.  甘肃农业科技. 2016(04)
[2]不同色泽谷子挥发性成分差别的研究[J]. 李明哲,郝洪波,崔海英,刘敬科.  食品科技. 2016(04)
[3]高效液相色谱法测定小米中黄色素的含量[J]. 贾鹏禹,李朝阳,曹龙奎,李良玉,李洪飞,张丽萍.  黑龙江八一农垦大学学报. 2015(05)
[4]谷子核心种质表型遗传多样性分析及综合评价[J]. 王海岗,贾冠清,智慧,温琪汾,董俊丽,陈凌,王君杰,曹晓宁,刘思辰,王纶,乔治军,刁现民.  作物学报. 2016(01)
[5]类胡萝卜素合成途径中八氢番茄红素合成酶基因研究进展[J]. 王慧,欧承刚,庄飞云.  分子植物育种. 2014(02)
[6]高等植物类胡萝卜素的生物降解途径研究进展[J]. 孟凡来,赵昶灵,段丽斌,徐洵.  中国农学通报. 2013(24)
[7]华北夏谷区主要育成品种(系)小米黄色素含量分析[J]. 杨延兵,管延安,秦岭,石慧,王海莲,张华文,张晗.  山东农业科学. 2012(01)
[8]不同地区谷子小米黄色素含量与外观品质研究[J]. 杨延兵,管延安,秦岭,石慧,王海莲,张华文.  中国粮油学报. 2012(01)
[9]小米粥中挥发性风味物质的分析与研究[J]. 刘敬科,刘松雁,赵巍,左晓磊,张玉宗.  粮食与饲料工业. 2010(11)
[10]小米的营养成分及产品研究开发进展[J]. 王海滨,夏建新.  粮食科技与经济. 2010(04)

博士论文
[1]面粉颜色相关性状分子基础及关键基因Psy1功能研究[D]. 翟胜男.中国农业大学 2016
[2]红肉脐橙类胡萝卜素合成酶基因（CsPSY、CsLCYb）功能分析与crtB转基因对柑橘类胡萝卜素生物合成的影响[D]. 张建成.华中农业大学 2009

硕士论文
[1]绿色小米品种大青谷米色形成机制研究[D]. 禾璐.山西农业大学 2015
[2]红肉脐橙（Citrus sinensis [L.] Osbeck）番茄红素β-环化酶基因（Lcyb）功能的初步验证和分析[D]. 周文静.华中农业大学 2008



本文编号：3293652