梨果实糖转运蛋白PbSUT2,PbHT1和PbSOT2基因的克隆与功能分析

发布时间：2021-04-22 15:27

　　果实中糖分的含量、组分及其比例是决定果实甜度及风味品质的关键因素,不同品种梨果实中积累的糖分种类和糖分的积累特点存在差异。糖在果实内的积累和分配是决定果实品质的最重要因素,梨叶片光合作用产生的碳水化合物以山梨醇和蔗糖的形态运输到库器官果实中,这一长距离的运载需要经过糖转运蛋白的跨膜转运,而后卸载进入果实中,果实中的糖在相关酶的作用下进行代谢转化,最终以各种糖分的形式贮存在果实中。然而,目前国内外对梨果实发育过程中糖的转运与其转运蛋白基因的研究相对有限。因此,本文选用低蔗糖积累型的’鸭梨’（Pyrus bretschneideri Rehd.cv.’Yali’）和高蔗糖积累型的’丰水’（Pyrus pyrifolia Nakai.cv.’Hosui’）为材料,开展了果实发育过程中叶片和果实中糖分含量变化及其相关性研究;梨果实中蔗糖转运蛋白基因的克隆和功能分析、己糖转运蛋白基因的克隆和功能分析、山梨醇转运蛋白的克隆与表达特性分析和套袋对糖转运蛋白表达特性的影响等内容的研究,探讨了梨果实糖分积累的源库关系和梨果实的糖转运蛋白的基因功能,为阐明梨果实糖分转运与积累的分子机理和果实品质的基因改良... 

【文章来源】：南京农业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：137 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
缩略词表
引言
第一章 文献综述
    1 梨果实内糖分积累的特性及调控
        1.1 果实内糖的卸载途径
        1.2 果实中糖分积累的特性
        1.3 果实糖分积累的调控
            1.3.1 环境因子调控梨果实内糖分的含量
            1.3.2 栽培措施调控梨果实糖分的含量
    2 植物糖转运蛋白及其功能
        2.1 蔗糖转运蛋白及其功能
            2.1.1 蔗糖转运蛋白基因家族
            2.1.2 蔗糖转运蛋白的亚细胞定位
            2.1.3 蔗糖转运蛋白的功能及其调控
        2.2 单糖转运蛋白及其功能
            2.2.1 单糖转运蛋白基因
            2.2.2 单糖转运蛋白的功能
        2.3 山梨醇转运蛋白及其功能
第二章 梨糖分积累的库和源关系及果实内糖的代谢变化
    1 材料与方法
        1.1 试验材料
        1.2 果实相对生长速率的测定
        1.3 可溶性糖的提取和测定
        1.4 蔗糖代谢相关酶的提取和活性测定
            1.4.1 蔗糖代谢相关酶的提取
            1.4.2 酶活性的测定
            1.4.3 果实蛋白质含量的测定
            1.4.4 酶活性计算
        1.5 数据处理
    2 结果与分析
        2.1 '鸭梨'和'丰水'果实鲜重和相对生长速率的变化
        2.2 '鸭梨'果实和叶片中可溶性糖含量的变化
        2.3 '丰水'梨果实和叶片中可溶性糖含量的变化
        2.4 叶片、新梢韧皮部和果实的可溶性糖含量
        2.5 果实和叶片中可溶性糖的相关关系
        2.6 蔗糖代谢相关酶的活性变化
        2.7 果实蔗糖含量与蔗糖代谢酶活性的相关性分析
    3 讨论
        3.1 梨糖分含量的库和源的相关性
        3.2 蔗糖积累与相关代谢酶活性
第三章 梨蔗糖转运蛋白PbSUT2基因的克隆和功能研究
    1 材料与方法
        1.1 试验材料
        1.2 PbSUT2基因的克隆
            1.2.1 试验试剂
            1.2.2 PbSUT2基因全长序列的克隆
            1.2.3 序列分析
        1.3 PbSUT2基因的表达分析
        1.4 PbSUT2基因的亚细胞定位
        1.5 PbSUT2基因植物表达载体的构建
        1.6 番茄Micro-Tom的遗传转化
            1.6.1 番茄无菌苗和重组根癌农杆菌的培养
            1.6.2 转化
            1.6.3 抗性材料的筛选和培养
            1.6.4 生根培养
            1.6.5 植株移栽
        1.7 转基因番茄的分子检测
        1.8 转基因番茄植株中PbSUT2基因表达分析
        1.9 转基因番茄植株的生长发育的形态与生理鉴定
            1.9.1 转基因植株的生长形态观察
            1.9.2 叶片净光合速率的测定
            1.9.3 番茄果实中可溶性糖含量的测定
        1.10 统计分析
    2 结果与分析
        2.1 PbSUT2基因的克隆及生物信息学分析
        2.2 PbSUT2基因在梨果实发育过程中的表达量分析
        2.3 PbSUT2的亚细胞定位
        2.4 PbSUT2基因的功能分析
            2.4.1 PbSUT2基因表达载体构建
            2.4.2 番茄Micro-Tom遗传转化
            2.4.3 PbSUT2基因的功能鉴定
    3 讨论
        3.1 PbSUT2定位于细胞质膜
        3.2 PbSUT2基因影响果实糖分的含量
        3.3 超量表达PbSUT2导致植株早花
第四章 梨已糖转运蛋白基因PbHT1的克隆和功能研究
    1 材料与方法
        1.1 试验材料
        1.2 PbHT1基因的克隆
            1.2.1 试验试剂
            1.2.2 PbHT1基因全长序列的克隆
            1.2.3 序列分析
        1.3 PbHT1基因的表达分析
        1.4 PbHT1基因的亚细胞定位
        1.5 PbHT1植物表达载体的构建
        1.6 番茄Micro-Tom的遗传转化
        1.7 转基因番茄的分子检测
        1.8 转基因番茄植株中PbHT1基因表达分析
        1.9 转基因番茄植株的生长发育的形态与生理鉴定
    2 结果与分析
        2.1 PbHT1基因的克隆及生物信息学分析
        2.2 PbHT1基因在梨果实发育过程中的表达量分析
        2.3 PbHT1的亚细胞定位
        2.4 PbHT1基因的功能分析
            2.4.1 PbHT1基因表达载体构建
            2.4.2 番茄Micro-Tom遗传转化
            2.4.3 转基因株系的分子鉴定
            2.4.4 PbHT1基因的功能鉴定
    3 讨论
        3.1 PbHT1为定位于质膜的梨己糖转运蛋白基因
        3.2 梨果实中己糖的积累与PbHT1基因表达的相关性
        3.3 PbHT1基因促进番茄果实己糖的转运与积累
第五章 梨山梨醇转运蛋白基因PbSOT2的克隆与表达分析
    1 材料与方法
        1.1 植物材料
        1.2 RNA的提取与cDNA的合成
        1.3 山梨醇转运蛋白基因PbSOT2的克隆
        1.4 系统发育与序列分析
        1.5 PbSOT2基因的亚细胞定位
        1.6 荧光定量PCR分析PbSOT2的表达量
        1.7 山梨醇代谢酶的提取和活性测定
        1.8 统计分析
    2 结果与分析
        2.1 PbSOT2基因的克隆和生物信息学分析
        2.2 PbSOT2的亚细胞定位
        2.3 PbSOT2基因在梨果实发育过程中的表达模式
        2.4 '鸭梨'果实发育过程中山梨醇代谢相关酶活性变化
    3 讨论
        3.1 PbSOT2基因属于主要易化子超家族（MFS）成员
        3.2 GFP荧光蛋白表达与PbSOT2亚细胞定位
        3.3 PbSOT2基因的表达与果实中山梨醇的含量
第六章 套袋对梨果实中糖分含量与糖转运蛋白基因表达量的影响
    1 材料与方法
        1.1 材料
        1.2 试验方法
            1.2.1 果实中可溶性糖含量的测定
            1.2.2 RNA提取与反转录
            1.2.3 果实糖转运蛋白基因PbSUT2、PbHT1和PbSOT2的表达量分析
    2 结果与分析
        2.1 套袋对梨果实中糖分含量的影响
        2.2 套袋对梨果实发育过程中的PbSUT2基因表达量的影响
        2.3 套袋对梨果实发育过程中的PbHT1基因表达量的影响
        2.4 套袋对梨果实发育过程中的PbSOT2基因表达量的影响
    3 讨论
        3.1 套袋改变梨果实中糖分的含量
        3.2 套袋对糖转运蛋白基因表达的调控
全文结论
创新点
参考文献
攻读博士学位期间发表（待发表）的论文及成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]‘鸭梨’ב京白梨’杂交后代果实可溶性糖积累差异以及相关酶活性研究[J]. 杨志军,乐文全,张绍铃,姚改芳,张虎平,马翠云,吴俊.  园艺学报. 2012(06)
[2]套袋对梨果实发育过程中糖组分及其相关酶活性的影响[J]. 柯凡君,张虎平,陶书田,张绍铃.  西北植物学报. 2011(07)
[3]A Transgenic Study on Affecting Potato Tuber Yield by Expressing the Rice Sucrose Transporter Genes OsSUT5Z and OsSUT2M[J]. Pieter B.F.Ouwerkerk.  Journal of Integrative Plant Biology. 2011(07)
[4]不同采收期对南果梨果实糖酸含量的影响[J]. 于年文,李俊才,王家珍,蔡忠民,沙守峰,李宏军.  北方园艺. 2010(23)
[5]不同果袋对鸭梨果实品质的影响[J]. 王宏伟,徐颖,王少敏,魏树伟,曹永.  山东农业科学. 2010(11)
[6]丰水梨不同施氮量对果实品质形成及叶片生理特性的影响[J]. 陈磊,伍涛,张绍铃,姚改芳,陶书田,贾兵,苗永春,曹慧莲.  果树学报. 2010(06)
[7]不同栽培种梨果实中可溶性糖组分及含量特征[J]. 姚改芳,张绍铃,曹玉芬,刘军,吴俊,袁江,张虎平,肖长城.  中国农业科学. 2010(20)
[8]梨花序不同序位坐果对果实发育及品质的影响[J]. 王鑫,伍涛,陶书田,席东,孙继亮,张绍铃.  西北植物学报. 2010(09)
[9]套袋对翠冠梨果实外观色泽及糖、酸含量的影响[J]. 盛宝龙,蔺经,程进,杨青松,李晓刚,李慧,王中华,付蓉.  江西农业大学学报. 2010(04)
[10]氨基酸液肥对满天红梨品质及产量的影响[J]. 周瑞金,张传来,金新富,刘建国.  江苏农业科学. 2010(03)

博士论文
[1]枳抗逆基因的克隆及功能鉴定[D]. 黄小三.华中农业大学 2011

硕士论文
[1]砂梨品种资源糖酸及石细胞含量特点的研究[D]. 霍月青.华中农业大学 2007



本文编号：3154014