香蕉果实直链淀粉合成关键酶基因MaGBSSI-3的功能及表达调控机制解析

发布时间：2021-11-06 23:13

　　香蕉属于芭蕉科（Musaceaae）芭蕉属（Musa）多年生常绿大型草本单子叶植物,是热带和亚热带地区最重要的粮食及经济作物。香蕉果实富含淀粉,是影响其产量和品质的基础物质。而淀粉中的直链淀粉直接决定了果实甜味、糯性等品质。颗粒结合型淀粉合成酶（Granule-Bound Starch Synthase,GBSS）是决定直链淀粉合成的关键酶,因此全面、系统而深入的研究MaGBSSI-3的功能,将为丰富香蕉基因资源、改善品质,满足人们对糯性、甜味等多样化需求奠定基础。本研究拟在对香蕉果实MaGBSSI-3基因的克隆及生物信息学分析的基础上,对该基因进行农杆菌介导的番茄遗传转化及毕赤酵母（Pichia pastoris）表达,此外,通过对MaGBSSI-3基因启动子的克隆及关键响应元件的调控分析,以期对香蕉果实直链淀粉合成关键酶基因MaaGBSSI-3的功能及表达调控机制有一个全新且系统的认识。本研究主要结果如下:（1）建立在香蕉A基因组分析的基础上,通过同源克隆法获得了 MaGBSSI-3,登录号为:KF512022。生物信息学分析表明:MaGBSSI-3开放阅读框为675 bp,位于1... 

【文章来源】：海南大学海南省 211工程院校

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１世界香蕉主产区分布图??Ｆｉｇ．ｌ?Ｂａｎａｎａ－ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ?ａｒｅａｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｗｏｒｌｄ?ｍａｐ??

成的淀粉一般为贮藏型淀粉。在成熟的叶绿体中，通过光合作用可合成ＡＴＰ，进??行碳固定等过程。同时，对于植物体内过剩的能源，将转化为淀粉贮藏于植物??块根、块茎、种子等储藏器官（图３）。??＜３１?＇?［＞？??门??＼７??????图３光合作用与淀粉合成??Ｆｉｇ．３?Ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ?ａｎｄ?Ｓｔａｒｃｈ?Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ??大多数绿色植物都含有淀粉，并且在植物叶片、果实、花粉粒、根、芽和??茎干等所有器官中均可检测到。淀粉能借助渗透压使植物在储藏大量碳水化合??物的同时又维持细胞本身的水平衡（Ｍｅｄｅｉｒｏｓ?ｅｔ?ａｌ．，２０１３）。１９世纪科学家就发现??用强光照射叶片可以促进叶绿体中淀粉颗粒的形成；而在光线较弱或延长黒暗??时间的条件下，叶片中淀粉会消失（Ｔｅｌｌｅｒ?ｅｔａｌ．，?１９３８）。淀粉的积累与叶片光合??作用过程中碳摄取有关（Ｒａｄｉｎ?ｅｔａ丨．，丨９８９）。在植物叶片中，通过叶绿体进行光??合和碳固定，进而再合成淀粉。同时，在黑夜植物体又将自身合成的淀粉运输??到细胞质基质和线粒体，通过呼吸作用分解成为供植物代谢的各种物质和能量??（Ｈａｓｌａｍｅｔａｌ．，２００４）。光照条件下合成的淀粉在黑暗条件下会降解，降解的产物??一般用于合成蔗糖。但在夜间

当合成一定长度主链后，在ＳＢＥ酶的催化作用下通过ｃｔ－ｌ，６－糖苷键与??线性多糖主链连接而形成分支侧链，同时在ＳＳＳ酶的催化作用下进一步延伸而??合成支链淀粉（图４）。??ｃｏ２??Ｔｒｉｏｓｅ－Ｐ—－｜Ｌ－Ｈ．Ｔｒｉｏｓｅ－Ｐ??ｙ?Ｉ?’?｜?ｊ??Ｃａｌｖｉｎ－Ｂｅｎｓｏｎ??ｃｙｃｌｅ?Ｆ＾＇??２１?２??／；：?Ｊ?Ｆ６Ｐ??Ｇ６Ｐ?ｉ?４??Ｇ１Ｐ?１?５?Ｓｕｃｒｏｓｅ??Ｉ?Ｓｔａｒｃｈ?ｊ?ｇ?｜?：?Ｇ１Ｐ?＂??、一人１?６?７?８??Ｖ?．．．．．?Ｖ?Ｌ?．１?．?ＵＤＰＧ??？?Ｓｕｃｒｏｓｅ－Ｐ??Ｃｈｌｏｒｏｐｌａｓｔ?Ｃｙｔｏｓｏｌ??图４淀粉的酿合成（自贝米勒，２〇ｌ３）??Ｆｉｇ．４?Ｅｎｚｙｍａｔｉｃ?ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ?ｏｆ?ｓｔａｒｃｈ（Ｆｒｏｍ?Ｂｅｍｉｌｌｅｒ，?２０１３）??８??

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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硕士论文
[1]谷子农艺性状和蒸煮品质与GBSS1基因等位变异分析[D]. 陈晓敏.内蒙古农业大学 2013
[2]香蕉果实特异表达启动子的分离鉴定[D]. 王纪.海南大学 2010
[3]西南糯玉米地方品种waxy基因表达研究[D]. 王勇斌.四川农业大学 2009
[4]小麦颗粒结合淀粉合成酶（GBSS）结合特性与模拟构象研究[D]. 郭华.山东农业大学 2006
[5]玉米淀粉分支酶SBEⅡb基因启动子的克隆与功能分析[D]. 徐亚维.吉林农业大学 2005
[6]香蕉果实成熟相关基因的克隆及表达分析及橡胶乙烯受体基因的克隆[D]. 杨小亮.华南热带农业大学 2004
[7]香蕉采后果实成熟特异表达基因的分离与鉴定[D]. 苏伟.华南热带农业大学 2003



本文编号：3480706