在马铃薯中融合表达GLO-CAT构建光呼吸支路的研究
发布时间：2021-12-25 03:53
光呼吸（Photorespiration）又称为C2循环,是指植物绿色组织利用光能,吸收O2并放出CO2的过程。在作物中通过建立光呼吸支路来降低光呼吸提高光合作用效率,是提高产量的有效途径。马铃薯（Solanum tuberosum L.）是世界第三大粮食作物,具有营养繁殖特性以及收获块茎的特点,所以马铃薯的光呼吸改造具有独特的优势。建立光呼吸代谢支路的第一步是分流乙醇酸,本研究为了在马铃薯转基因植物中更好的协调表达乙醇酸氧化酶（Glycolate oxidase,简称GLO）和过氧化氢酶（Catalase,简称CAT）,将它们在马铃薯叶绿体中融合表达。以GLO-CAT转基因株系作为实验材料,通过分析其形态指标、生理指标及解剖结构来确定代谢支路的构建效果及稳定性。主要研究结果如下:（1）GLO-CAT融合蛋白的表达使马铃薯产生两种表型采用马铃薯多基因转化载体p BIA13作为受体,包含烟草花叶病毒35S启动子驱动的GLO和CAT融合蛋白的表达盒的p D1-St TP-58AA-CATGLO（实验室前期构建）作为供体,通过Cre-Lox P重组...
【文章来源】：长江大学湖北省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
草酸；Glyox基丙二酸半1四条光呼吸xylate：乙醛半醛;Glycerate吸支路醛酸；Malate：e:甘油酸；P-苹果酸；Pyglycerate：磷ruvate：丙酮磷酸甘油酸；酮酸；
GLO催化CH2OHCOOH分解反应式Fig1-2CH2OHCOOHdecompositionreactioncatalyzedbyGLO
AT的主要功能是清除细胞中过氧化氢(HydrogenPeroxide,H2O2)，避免其损害细胞[78]。早期的研究将CAT分为两种，分别是真核CAT和原核CAT；其中多数的真核CAT来源于动植物组织，原核CAT主要来源于微生物。此后，研究者们依照结构和序列层次水平将CAT划分为单功能CAT（只具有歧化作用）和双功能CAT（具有歧化作用和过氧化作用）。单功能CAT存在于真核生物中，而双功能CAT不仅存在于原核生物，也存在低等真核生物中。植物的CAT为单功能CAT，其利用血红素辅基通过歧化作用，催化H2O2生成水和氧气[79]，其反应式见图1-3。图1-3CAT催化H2O2分解反应式Fig1-3H2O2decompositionreactionbyCatalyticCAT在拟南芥、水稻、南瓜、烟草等这些被子植物里面被鉴定出三个CAT基因。然而，由于物种繁多，对不同物种之间的CAT有着不一样的命名法则。拟南芥中的命名法则与C4植物玉米相同[80]。烟草中的命名法则将CAT分为Ⅰ类CAT、Ⅱ类CAT、Ⅲ类CAT。其中Ⅰ类CAT能够清除光呼吸代谢产生的H2O2，是主要的CAT酶；Ⅱ类CAT与维管束系统息息相关；Ⅲ类CAT主要存在于花和种子中，在叶片中很难检测到。水稻中的命名法则将三个CAT分别命名为CATA、CATB、CATC。在这些命名系统中，烟草的Ⅰ类CAT分别和拟南芥的CAT1、CAT2，水稻的CATC相对应，它们均与光呼吸相关，是本文研究的重点；烟草的Ⅱ类CAT对应的是水稻中的CATA，它们与维管束系统有关；烟草的Ⅲ类CAT对应的是水
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于光合系统参数建立马铃薯耐荫性综合评价体系[J]. 刘勋,张娇,沈昱辰,谢德斌,李宏利,李春明,易小平,赵勇,唐道彬,吕长文,王季春. 植物学报. 2019(03)
[2]光呼吸代谢途径及其调控的研究进展[J]. 侯学文,李英杰,钟琪,彭新湘. 植物生理学报. 2019(03)
[3]马铃薯生物技术育种现状及发展趋势[J]. 潘晓春,姚兰,文殷花,王富胜. 中国园艺文摘. 2015(04)
[4]湖南安息香属植物的叶片比较解剖学研究[J]. 梁文斌,赵丽娟,李家湘,肖健. 植物研究. 2014(02)
[5]二倍体杂种优势马铃薯育种的展望[J]. 李颖,李广存,李灿辉,屈冬玉,黄三文. 中国马铃薯. 2013(02)
[6]拟南芥两个MYB基因标签融合蛋白转基因植株的获得和鉴定[J]. 邹明学,申宇欢,陈艳红. 安徽农业科学. 2011(35)
[7]作物高光效之管见[J]. 程建峰,沈允钢. 作物学报. 2010(08)
[8]水稻叶片衰老相关基因的研究进展[J]. 郑建敏,张涛,郑家奎. 基因组学与应用生物学. 2009(05)
[9]楸树叶面积与叶形指数的回归分析[J]. 李春兰,王军辉,张宋智,马建伟,李银梅,贠慧玲. 甘肃林业科技. 2008(04)
[10]过氧化氢酶在植物胁迫响应中的功能研究进展[J]. 陈金峰,王宫南,程素满. 西北植物学报. 2008(01)
博士论文
[1]4-香豆酰辅酶A连接酶（4CL）-芪合酶（STS）基因融合、表达、催化活性鉴定及其在枣树中的过表达[D]. 郭辉力.北京林业大学 2016
[2]增强Terminal Ear1-Like基因的表达提高水稻产量[D]. 张先文.浙江大学 2014
硕士论文
[1]马铃薯杂种后代产量及品质性状的差异与环境效应[D]. 王超.东北农业大学 2014
[2]三价抗真菌融合基因植物表达载体的构建及转基因烟草的抗病性分析[D]. 张岳民.山东农业大学 2004
本文编号：3551742
【文章来源】：长江大学湖北省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
草酸；Glyox基丙二酸半1四条光呼吸xylate：乙醛半醛;Glycerate吸支路醛酸；Malate：e:甘油酸；P-苹果酸；Pyglycerate：磷ruvate：丙酮磷酸甘油酸；酮酸；
GLO催化CH2OHCOOH分解反应式Fig1-2CH2OHCOOHdecompositionreactioncatalyzedbyGLO
AT的主要功能是清除细胞中过氧化氢(HydrogenPeroxide,H2O2)，避免其损害细胞[78]。早期的研究将CAT分为两种，分别是真核CAT和原核CAT；其中多数的真核CAT来源于动植物组织，原核CAT主要来源于微生物。此后，研究者们依照结构和序列层次水平将CAT划分为单功能CAT（只具有歧化作用）和双功能CAT（具有歧化作用和过氧化作用）。单功能CAT存在于真核生物中，而双功能CAT不仅存在于原核生物，也存在低等真核生物中。植物的CAT为单功能CAT，其利用血红素辅基通过歧化作用，催化H2O2生成水和氧气[79]，其反应式见图1-3。图1-3CAT催化H2O2分解反应式Fig1-3H2O2decompositionreactionbyCatalyticCAT在拟南芥、水稻、南瓜、烟草等这些被子植物里面被鉴定出三个CAT基因。然而，由于物种繁多，对不同物种之间的CAT有着不一样的命名法则。拟南芥中的命名法则与C4植物玉米相同[80]。烟草中的命名法则将CAT分为Ⅰ类CAT、Ⅱ类CAT、Ⅲ类CAT。其中Ⅰ类CAT能够清除光呼吸代谢产生的H2O2，是主要的CAT酶；Ⅱ类CAT与维管束系统息息相关；Ⅲ类CAT主要存在于花和种子中，在叶片中很难检测到。水稻中的命名法则将三个CAT分别命名为CATA、CATB、CATC。在这些命名系统中，烟草的Ⅰ类CAT分别和拟南芥的CAT1、CAT2，水稻的CATC相对应，它们均与光呼吸相关，是本文研究的重点；烟草的Ⅱ类CAT对应的是水稻中的CATA，它们与维管束系统有关；烟草的Ⅲ类CAT对应的是水
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于光合系统参数建立马铃薯耐荫性综合评价体系[J]. 刘勋,张娇,沈昱辰,谢德斌,李宏利,李春明,易小平,赵勇,唐道彬,吕长文,王季春. 植物学报. 2019(03)
[2]光呼吸代谢途径及其调控的研究进展[J]. 侯学文,李英杰,钟琪,彭新湘. 植物生理学报. 2019(03)
[3]马铃薯生物技术育种现状及发展趋势[J]. 潘晓春,姚兰,文殷花,王富胜. 中国园艺文摘. 2015(04)
[4]湖南安息香属植物的叶片比较解剖学研究[J]. 梁文斌,赵丽娟,李家湘,肖健. 植物研究. 2014(02)
[5]二倍体杂种优势马铃薯育种的展望[J]. 李颖,李广存,李灿辉,屈冬玉,黄三文. 中国马铃薯. 2013(02)
[6]拟南芥两个MYB基因标签融合蛋白转基因植株的获得和鉴定[J]. 邹明学,申宇欢,陈艳红. 安徽农业科学. 2011(35)
[7]作物高光效之管见[J]. 程建峰,沈允钢. 作物学报. 2010(08)
[8]水稻叶片衰老相关基因的研究进展[J]. 郑建敏,张涛,郑家奎. 基因组学与应用生物学. 2009(05)
[9]楸树叶面积与叶形指数的回归分析[J]. 李春兰,王军辉,张宋智,马建伟,李银梅,贠慧玲. 甘肃林业科技. 2008(04)
[10]过氧化氢酶在植物胁迫响应中的功能研究进展[J]. 陈金峰,王宫南,程素满. 西北植物学报. 2008(01)
博士论文
[1]4-香豆酰辅酶A连接酶（4CL）-芪合酶（STS）基因融合、表达、催化活性鉴定及其在枣树中的过表达[D]. 郭辉力.北京林业大学 2016
[2]增强Terminal Ear1-Like基因的表达提高水稻产量[D]. 张先文.浙江大学 2014
硕士论文
[1]马铃薯杂种后代产量及品质性状的差异与环境效应[D]. 王超.东北农业大学 2014
[2]三价抗真菌融合基因植物表达载体的构建及转基因烟草的抗病性分析[D]. 张岳民.山东农业大学 2004
本文编号：3551742
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