小麦表皮蜡质β-酮脂酰辅酶A合成酶KCS基因的克隆与功能分析
发布时间：2023-02-21 20:02
覆盖在植物表皮上的蜡质,是植物与外界环境的保护屏障,其主要的成分是超长脂肪酸的衍生物,参与植物的多种生理活动。KCS基因编码β-酮脂酰CoA合成酶,该酶具有底物特异性,参与超长链脂肪酸延伸的缩合反应,是超长链脂肪酸合成的限速步骤,在蜡质的前体物质的合成上起关键作用。为了了解小麦KCS基因在小麦表皮蜡质合成中的作用,本项目利用气相色谱测定了两个普通小麦材料的3个不同组织的蜡质成分与含量。通过3个不同时期组织的转录组测序结果,结合生物信息学手段,分析小麦的TaKCS基因。利用中国春的cDNA,克隆得到了TaKCS1、TaKCS2、TaKCS3与TaKCS4共四个KCS基因,通过酵母表达,初步鉴定了这些基因的功能。进一步分析各基因的表达特征,并通过转入番茄品种“Micro Tom”中,鉴定TaKCS4基因的过表达对植物表皮蜡质的影响。主要的研究结果如下:1.通过对W87材料与中国春的苗期叶片、抽穗期旗叶以及开花前期颖壳的蜡质分析,发现相对于中国春,W87为高蜡质含量的小麦材料。在苗期,二者的叶片表皮蜡质差异较小,初级醇占主导地位,未能检测到二酮。随着生育期的延长,初级醇的相对含量减少,烷烃积...
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 文献综述
1.1 超长链脂肪酸的生物学功能
1.2 超长链脂肪酸的生物合成
1.2.1 脂肪酸的从头合成
1.2.2 脂肪酸的延伸
1.2.3 KCS基因的研究进展
1.2.4 KCR、HCD与 ECR基因的研究进展
1.3 植物的蜡质
1.3.1 蜡质的组成与结构
1.3.2 蜡质的重要生理功能
1.3.3 表皮蜡质的生物合成
1.4 小麦蜡质方面的研究进展
1.5 研究的内容与目的意义
1.5.1 研究的内容
1.5.2 研究的目的与意义
1.5.3 研究技术路线
第二章 小麦中国春与W87品系的表皮蜡质分析
2.1 前言
2.2 材料与试剂
2.2.1 材料
2.2.2 试剂
2.2.3 仪器
2.3 实验方法
2.3.1 植物表皮蜡质的提取
2.3.2 植物表皮蜡质成分的分析
2.4 结果与分析
2.4.1 W87 与中国春的表皮蜡质主要成分与差异
2.4.2 W87 与中国春表皮蜡质主要物质的碳链分布
2.4.3 W87 与中国春的表皮蜡质成分的碳链分布
2.5 讨论
第三章 小麦KCS基因的克隆
3.1 前言
3.2 材料与试剂
3.2.1 材料
3.2.2 主要试剂
3.2.3 引物信息
3.3 实验方法
3.3.1 目的基因的筛选
3.3.2 目的基因克隆
3.3.3 序列分析
3.4 结果与分析
3.4.1 二酮合成候选基因
3.4.2 KCS差异表达基因的获得
3.4.3 小麦中候选KCS基因的克隆
3.4.4 小麦TaKCS基因的生物信息学分析
3.4.5 TaKCS蛋白序列与拟南芥和主要农作物KCS蛋白的进化分析
3.4.6 TaKCS蛋白序列与拟南芥和部分农作物KCS蛋白的序列比较
3.5 讨论
第四章 小麦KCS基因的功能与表达分析
4.1 前言
4.2 材料、试剂与仪器
4.2.1 材料
4.2.2 主要试剂
4.2.3 抗生素与激素
4.2.4 培养基的配置
4.2.5 实验仪器
4.2.6 引物信息
4.3 实验方法
4.3.1 酵母表达载体的构建
4.3.2 酵母感受态的制备与转化
4.3.3 酵母中异源表达TaKCS与总脂抽提
4.3.4 酵母抽提产物检测
4.3.5 激素与逆境胁迫处理
4.3.6 荧光定量PCR
4.3.7 亚细胞定位载体的构建
4.3.8 植物表达载体的构建
4.3.9 农杆菌感受态细胞的制备及转化
4.3.10 农杆菌介导的转化番茄
4.3.11 转基因植株的PCR鉴定
4.3.12 数据处理
4.4 结果与分析
4.4.1 酵母表达载体的构建与转化
4.4.2 气相质谱联用仪分析酵母超长链脂肪酸的组成
4.4.3 目的基因的表达谱
4.4.4 TaKCS4 定位于内质网
4.4.5 TaKCS4 在番茄中的异源超表达
4.5 讨论
4.5.1 单基因转化酵母异源表达的局限性
4.5.2 KCS基因的功能多样性
4.5.3 转基因T0 植物的叶片蜡质变化
第五章 结论
参考文献
致谢
作者简介
本文编号：3747927
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 文献综述
1.1 超长链脂肪酸的生物学功能
1.2 超长链脂肪酸的生物合成
1.2.1 脂肪酸的从头合成
1.2.2 脂肪酸的延伸
1.2.3 KCS基因的研究进展
1.2.4 KCR、HCD与 ECR基因的研究进展
1.3 植物的蜡质
1.3.1 蜡质的组成与结构
1.3.2 蜡质的重要生理功能
1.3.3 表皮蜡质的生物合成
1.4 小麦蜡质方面的研究进展
1.5 研究的内容与目的意义
1.5.1 研究的内容
1.5.2 研究的目的与意义
1.5.3 研究技术路线
第二章 小麦中国春与W87品系的表皮蜡质分析
2.1 前言
2.2 材料与试剂
2.2.1 材料
2.2.2 试剂
2.2.3 仪器
2.3 实验方法
2.3.1 植物表皮蜡质的提取
2.3.2 植物表皮蜡质成分的分析
2.4 结果与分析
2.4.1 W87 与中国春的表皮蜡质主要成分与差异
2.4.2 W87 与中国春表皮蜡质主要物质的碳链分布
2.4.3 W87 与中国春的表皮蜡质成分的碳链分布
2.5 讨论
第三章 小麦KCS基因的克隆
3.1 前言
3.2 材料与试剂
3.2.1 材料
3.2.2 主要试剂
3.2.3 引物信息
3.3 实验方法
3.3.1 目的基因的筛选
3.3.2 目的基因克隆
3.3.3 序列分析
3.4 结果与分析
3.4.1 二酮合成候选基因
3.4.2 KCS差异表达基因的获得
3.4.3 小麦中候选KCS基因的克隆
3.4.4 小麦TaKCS基因的生物信息学分析
3.4.5 TaKCS蛋白序列与拟南芥和主要农作物KCS蛋白的进化分析
3.4.6 TaKCS蛋白序列与拟南芥和部分农作物KCS蛋白的序列比较
3.5 讨论
第四章 小麦KCS基因的功能与表达分析
4.1 前言
4.2 材料、试剂与仪器
4.2.1 材料
4.2.2 主要试剂
4.2.3 抗生素与激素
4.2.4 培养基的配置
4.2.5 实验仪器
4.2.6 引物信息
4.3 实验方法
4.3.1 酵母表达载体的构建
4.3.2 酵母感受态的制备与转化
4.3.3 酵母中异源表达TaKCS与总脂抽提
4.3.4 酵母抽提产物检测
4.3.5 激素与逆境胁迫处理
4.3.6 荧光定量PCR
4.3.7 亚细胞定位载体的构建
4.3.8 植物表达载体的构建
4.3.9 农杆菌感受态细胞的制备及转化
4.3.10 农杆菌介导的转化番茄
4.3.11 转基因植株的PCR鉴定
4.3.12 数据处理
4.4 结果与分析
4.4.1 酵母表达载体的构建与转化
4.4.2 气相质谱联用仪分析酵母超长链脂肪酸的组成
4.4.3 目的基因的表达谱
4.4.4 TaKCS4 定位于内质网
4.4.5 TaKCS4 在番茄中的异源超表达
4.5 讨论
4.5.1 单基因转化酵母异源表达的局限性
4.5.2 KCS基因的功能多样性
4.5.3 转基因T0 植物的叶片蜡质变化
第五章 结论
参考文献
致谢
作者简介
本文编号：3747927
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