甜瓜CmNADP-ME3和CmDFR11基因在甜瓜果实成熟中功能的初步分析

发布时间：2020-04-15 04:15

【摘要】：甜瓜(Cucumis melo L.)属葫芦科甜瓜属,一年生双子叶草本植物。本研究通过对本实验室前期完成的甜瓜转录组数据检索,筛选在甜瓜果实成熟期和呼吸跃变期高表达的CmNADP-ME3和CmDFR11作为候选基因,对其序列进行生物信息学分析;利用实时荧光定量方法,分析两个候选基因在甜瓜果实不同发育时期和不同组织器官中的表达量;克隆并构建超表达载体及CRISPR/Cas9基因编辑载体,通过子房注射法将构建好的载体转入甜瓜中。通过研究取得如下主要结果:1.应用生物信息学方法对CmNADP-ME和CmDFR进行全基因组鉴定获得6个CmNADP-ME家族成员和14个CmDFR家族成员。对CmNADP-ME3和CmDFR11基因的启动子元件分析发现,CmNADP-ME3基因启动子包含脱落酸、茉莉酸、乙烯、水杨酸、生长素、赤霉素应答元件;CmDFR11基因的启动子包含脱落酸、水杨酸、生长素、赤霉素应答元件。染色体定位显示CmNADP-ME3位于3号染色体上,CmDFR11位于7号染色体上。2.实时荧光定量PCR检测发现,CmNADP-ME3基因在甜瓜果实的成熟期表达量迅速上升,并在呼吸跃变期达到最高值,且极其显著高于根、茎、叶中表达量(P-value0.01),分别是根、茎、叶中的51倍、9.2倍和32倍;CmDFR11基因在甜瓜果实的成熟期表达量迅速上升,并在成熟期达到最高值,且极其显著高于根、茎、叶中表达量(P-value0.01),分别是根、茎、叶中的40倍、40倍和15.6倍。3.通过RT-PCR成功克隆得到CmNADP-ME3的开放阅读框全长,长度为1770 bp;和CmDFR11的开放阅读框全长,长度为1059 bp。4.通过稳定遗传转化法发现,CmNADP-ME3超表达T_1甜瓜果实比对照早熟4-6天;且CmNADP-ME3在超表达T_1甜瓜果实中的表达量是对照组的5倍;CmDFR11超表达T_1甜瓜果实比对照早熟4-6天;且CmDFR11在超表达T_1甜瓜果实中的表达水平是对照组的3.08倍。以上结果初步表明CmNADP-ME3和CmDFR11的表达有促进甜瓜果实成熟的作用。
【图文】：

图 1.1 NADP-ME 代谢调节途径[23]Fig. 1.1 Metabolic regulation pathway of NADP-ME[23]NADP-ME 在细菌、动物、植物、原核等生物中普遍存在，在高等生物体细胞中主要于细胞质、线粒体、叶绿体中。目前苹果酸酶有辅酶Ⅰ型—苹果酸酶和辅酶Ⅱ型—苹果酸种，，其分类依据是根据其结合的辅酶因子的不同。也可根据该酶在组织、细胞中存在部同而分为的两种类型的 NADP-ME：质体型 NADP-ME 与胞质型 NADP-ME，分别存在物细胞的质体中和细胞质中[39]；在植物中还可根据该酶的功能的不同而分为光合型与非型。其中光合型 NADP-ME 主要在 C4 植物的维管束鞘细胞的叶绿体中存在，景天酸植细胞质中也有光合型 NADP-ME 存在，参与 C4 植物及 CAM（景天酸代谢途径）代谢植光合作用过程，即 NADP-ME 通过催化苹果酸脱羧，此过程中产生的 CO2参与光合作用反应中 CO2的固定，即被 Rubisco 酶的光合碳固定过程中利用[40,41]；而非光合型 NADP- C3、C4、CAM 植物中普遍存在，主要参与植物的防御反应、脂肪酸的生物合成及细胞[42]

内蒙古大学硕士学位论文素是一类脂溶性色素，其合成前体是异戊二植物中主要存在于细胞的有色体膜细胞内，可为植茄、木瓜等）提供黄色、橙色等一系列颜色。类护光合器官[66]；可作为脱落酸的前体；也可通过防止有害氧自由基的积累，从而达到抵抗氧化损诱昆虫授粉及散播种子等[68]。叶绿素（包括叶绿体的类囊体薄膜上。为植物提供绿色，植物叶片绿素，而叶绿素不吸收绿光，绿光被反射折回所要功能是参与植物的光合作用中捕获光过程，是酚类次生代谢产物，含有 15 个碳原子(C6-C3-C图 1.2）[69]。类黄酮在植物中广泛存在，参与植除即抗氧化[75]、抗真菌[76]、以及对重金属的抗性
【学位授予单位】：内蒙古大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S652

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 王吉明;尚建立;马双武;;甜瓜属植物抗根结线虫种质资源研究进展[J];植物遗传资源学报;2009年01期

2 杨映根;黄先荣;毛春云;段静霞;李钰;张锡铜;葛澄明;;华莱士甜瓜贮藏保鲜研究初报[J];中国果品研究;1987年02期

3 王庆菊;彭云;侯文通;;亲土1号土壤改良技术在甜瓜上的应用效果[J];中国瓜菜;2018年05期

4 苗永美;简兴;钱立生;徐荣华;;氯化钙和水杨酸对弱光胁迫下甜瓜幼苗生长及光合的影响[J];安徽科技学院学报;2018年01期

5 段莉莉;朱拼玉;李季;陈劲枫;;基因工程技术在甜瓜属作物分子育种中的应用与发展[J];中国瓜菜;2018年08期

6 熊韬;胡国智;吴海波;马新力;冯炯鑫;;施磷量对盆栽甜瓜早醉仙产量和品质的影响[J];浙江农业科学;2018年10期

7 吴燕;高青海;;甜瓜叶片对弱光转强光的生理响应[J];云南农业大学学报(自然科学);2019年03期

8 李春华;李柯澄;;有机甜瓜一年三茬优质高产栽培技术[J];长江蔬菜;2018年01期

9 王永平;史红林;陈劲枫;;甜瓜属野生种耐铝盐胁迫的初步研究(英文)[J];Agricultural Science & Technology;2010年Z2期

10 马二磊;王毓洪;臧全宇;丁伟红;;甜瓜南繁的栽培技术[J];宁波农业科技;2012年02期

相关会议论文 前10条

1 王盼乔;翟于菲;朱早兵;王筠竹;赵勤政;虞夏清;陈劲枫;;基于转录组分析甜瓜属异源四倍体杂种优势形成的分子动力[A];中国园艺学会第八届黄瓜学术研讨会暨新品种展示观摩活动会议手册[C];2018年

2 王筠竹;赵勤政;秦晓东;杨树琼;李子昂;李季;娄群峰;陈劲枫;;甜瓜属人工合成异源四倍体染色体稳定性研究[A];中国园艺学会第八届黄瓜学术研讨会暨新品种展示观摩活动会议手册[C];2018年

3 虞夏清;王盼乔;翟于菲;朱早兵;赵勤政;陈劲枫;;甜瓜属异源多倍体化引起叶片延迟成熟及部分同源基因的冗余与非加性表达[A];中国园艺学会第八届黄瓜学术研讨会暨新品种展示观摩活动会议手册[C];2018年

4 庄玉丰;高峰;恩和巴雅尔;;甜瓜CmNramp基因家族的生物信息学分析[A];2017第七届泛环渤海生物化学与分子生物学会学术交流会论文集[C];2017年

5 李征;;乙烯响应因子ERF110介导的黄瓜、甜瓜性型基因调控研究[A];中国园艺学会第八届黄瓜学术研讨会暨新品种展示观摩活动会议手册[C];2018年

6 翟于菲;虞夏清;朱早兵;王盼乔;赵勤政;陈劲枫;;甜瓜属异源多倍化引起叶绿体基因组变异[A];中国园艺学会第八届黄瓜学术研讨会暨新品种展示观摩活动会议手册[C];2018年

7 庄飞云;陈劲枫;钱春桃;罗向东;雷春;;人工异源四倍体(Cucumis hytivus)染色体组间重组的细胞学及分子标记研究[A];蔬菜分子育种研讨会论文集[C];2004年

8 程周超;顾兴芳;黄三文;张忠华;张圣平;苗晗;;黄瓜和甜瓜比较图谱的构建[A];庆祝中国园艺学会创建80周年暨第11次全国会员代表大会论文摘要集[C];2009年

9 陈劲枫;钱春桃;娄群峰;庄飞云;;基于远缘杂交的黄瓜种质资源的创新与利用研究[A];全国蔬菜和薯类种质资源研究与利用研讨会论文集[C];2006年

10 陈龙正;陈劲枫;娄群峰;钱春桃;;甜瓜属远缘杂交及多倍化可诱发基因组DNA胞嘧啶甲基化变化[A];江苏省遗传学会第七届代表大会暨学术研讨会论文摘要汇编[C];2006年

相关重要报纸文章 前2条

1 本报见习记者 程唯珈;科学家喊你来“吃瓜”[N];中国科学报;2019年

2 ;温室富硒甜瓜栽培技术规程[N];河北科技报;2018年

相关博士学位论文 前10条

1 朱强龙;西瓜与甜瓜细胞器比较基因组学研究[D];东北农业大学;2018年

2 施泽平;温室甜瓜生长模型的研究及栽培管理专家系统的建立[D];南京农业大学;2005年

3 哈斯阿古拉;甜瓜耐贮藏基因工程研究[D];内蒙古大学;2004年

4 侯丽霞;甜瓜自交系再生与遗传转化体系的研究及蔗糖磷酸合成酶（SPS）基因的全长cDNA克隆[D];山东农业大学;2006年

5 江雪飞;温室甜瓜（Cucumis melo L.）对咸水灌溉的适应机理研究及盐害发生的风险分析[D];西北农林科技大学;2007年

6 张永兵;甜瓜细胞遗传学、单倍体创制及抗蔓枯病分子标记[D];南京农业大学;2007年

7 虞夏清;甜瓜属异源多倍化引起叶色黄化的光适应性评价和microRNAs分析[D];南京农业大学;2016年

8 Joyce Wanjiru Ngure;黄瓜及甜瓜属野生种种子油含量和脂肪酸的测定及油脂生物合成相关的关联作图[D];南京农业大学;2015年

9 魏跃;甜瓜属Cucumis×hytivus Chen and Kirkbride种间杂交的分子验证和细胞器基因的遗传分析[D];南京农业大学;2009年

10 李大伟;甜瓜属遗传比较作图及黄瓜、辣椒NBS类抗病分子标记开发[D];西北农林科技大学;2012年

相关硕士学位论文 前10条

1 欧点点;甜瓜果皮颜色遗传分析及绿色果皮基因定位[D];中国农业科学院;2019年

2 潘婷婷;定边县西甜瓜产业发展现状、问题及对策[D];西北农林科技大学;2019年

3 王乐乐;32份甜瓜种质主要品质性状评价分析[D];西北农林科技大学;2019年

4 靳晓青;外源γ-氨基丁酸调控活性氧和叶绿素代谢增强甜瓜幼苗盐碱胁迫耐性[D];西北农林科技大学;2019年

5 张弘怡;CmRGlase3和CmLWRKY48基因调控甜瓜果实成熟的初步研究[D];内蒙古大学;2019年

6 林燕;甜瓜CmHBⅡ-1及CmFER10基因的克隆及其在果实发育中功能的初步分析[D];内蒙古大学;2019年

7 关小雨;甜瓜CmNADP-ME3和CmDFR11基因在甜瓜果实成熟中功能的初步分析[D];内蒙古大学;2019年

8 赵薇;甜瓜ACS基因家族成员的鉴定及CmACS7和CmACS11的克隆与遗传转化[D];内蒙古大学;2018年

9 牟海朋;甜瓜抗蔓枯病遗传分析及基因定位研究[D];浙江大学;2017年

10 张瑞腾;甜瓜N-乙酰氨基葡萄糖基转移酶基因CmGnT的克隆及表达分析[D];山西农业大学;2017年

本文编号：2628118