桂花TPS和CCD功能分析及其对花瓣色香形成的影响研究
发布时间：2023-04-02 20:48
桂花(Osmanthus fragrans Lour.)属于木犀科(Oleaceae)木犀属(Osmanthus)植物。作为中国十大传统名花之一,香气独特,不仅广泛应用于古代园林以及现代园林的植物造景中,而且被列为重要的天然保健和香料植物,应用于香料及食品加工产业和芳香疗法。桂花依据花色和花期的不同,分为银桂、金桂、丹桂和四季桂四个品种群。丹桂品种群的花色最深,以橙色为主调,一般认为,其感知的香味不及黄色调的金桂和白色调的银桂,且同一品种群中不同品种的花香也存在一定的差异。前人从香气与色素物质的理化成分上对桂花的花香与花色进行了初步的研究,但其色香形成及其关系的分子机理尚未见报道。萜类物质既是桂花花香的主要成分和重要香气活性物质,也是花色的重要组成部分,但有关其生物合成代谢机理的研究并不多。本研究分离克隆与桂花花香、花色合成相关的基因,分析主要香气和色素物质代谢路径基因的转录水平,寻找控制桂花色香形成的关键基因,从分子水平对桂花色香形成的机理进行了探讨,为桂花的色香调控及分子育种奠定基础。主要研究结果如下:1.不同发育时期桂花花瓣和幼叶的cDNA-AFLP分析以’柳叶金桂’为材料,采用...
【文章页数】：161 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
缩略词表
第一章 文献综述
1 引言
2 花香研究进展
2.1 萜类物质的生物合成
2.2 苯丙/苯环型物质的生物合成
2.3 脂肪酸衍生物质的生物合成
2.4 支链氨基酸衍生物质的生物合成
2.5 植物中挥发性物质的释放调控
3 花色研究进展
3.1 类黄酮/花青素的研究进展
3.1.1 类黄酮/花青素的结构与颜色
3.1.2 类黄酮/花青素的合成途径
3.1.3 花青素的修饰
3.1.4 转录水平上的调控
3.2 类胡萝卜素研究进展
3.2.1 类胡萝卜素的成分
3.2.2 类胡萝卜素的生物合成
3.2.3 类胡萝卜素生物合成的调控和类胡萝卜素的积累
3.3 甜菜碱素研究进展
4 花香与花色关系的研究进展
4.1 花青素与香气物质之间的关系研究
4.2 类胡萝卜素与香气物质之间的关系研究
5 桂花花香研究进展
6 桂花花色研究进展
7 本研究的目的及意义
第二章 基于cDNA-AFLP分析桂花花发育过程中基因的表达差异
1 前言
2 材料与方法
2.1 材料
2.2 方法
2.2.1 RNA的提取及检测
2.2.2 mRNA的分离
2.2.3 双链cDNA的合成及纯化
2.2.4 双链cDNA的酶切
2.2.5 cDNA-AFLP分析
2.2.6 差异片段的回收与二次扩增
2.2.7 目的片段的纯化、克隆与测序
2.2.8 序列分析
3 结果与分析
3.1 桂花总RNA的提取
3.2 mRNA分离与双链cDNA合成
3.3 酶切产物与预扩增体系优化
3.4 选择扩增引物组合评价
3.5 选择扩增产物的变性聚丙烯凝胶电泳分析及差异片段的回收
3.6 差异表达片段的功能分析
3.7 差异表达基因的Real-time qPCR检测
4 讨论
4.1 总RNA的提取及mRNA的分离
4.2 内切酶的选择和选择扩增引物的筛选
4.3 差异表达基因片段的功能分析
5 小结
第三章 单萜物质的释放与积累及其生物合成的关键TPS基因分析
1 前言
2 材料与方法
2.1 材料
2.2 方法
2.2.1 香气物质的顶空收集与溶剂提取
2.2.2 糖苷挥发物的提取
2.2.3 GC-MS分析
2.2.4 总RNA提取与基因表达量分析
2.2.5 基因的克隆
2.2.6 生物信息学分析
2.2.7 超表达载体的构建
2.2.8 OfTPS基因的瞬时超表达和稳定遗传转化
2.2.9 原核表达载体的构建
2.2.10 重组质粒在大肠杆菌中的诱导表达及SDS-PAGE分析
2.2.11 重组蛋白的分离纯化及体外酶活性分析
3 结果与分析
3.1 ‘镉橙丹桂'与'柳叶金桂’的花香挥发物比较
3.2 不同发育时期单萜物质挥发与积累分析
3.3 单萜物质释放与积累的昼夜节律分析
3.4 参与单萜代谢基因的表达分析
3.5 OfTPS基因的克隆与序列分析
3.6 OfTPS基因植物超表达功能验证
3.7 OfTPS蛋白的原核表达及酶活性分析
3.8 OfTPS基因的时间表达模式分析
3.9 OfTPS基因的空间表达模式分析
4 讨论
4.1 单萜的释放与糖苷化
4.2 MEP路径中的基因分析
4.3 TPS基因的表达分析
4.4 TPS基因的序列与功能特征
5 小结
第四章 类胡萝卜素裂解双加氧酶(CCD1和CCD4)的功能分析
1 前言
2 材料与方法
2.1 材料
2.2 方法
2.2.1 香气物质的顶空收集与溶剂提取
2.2.2 GC-MS分析
2.2.3 类胡萝卜素的提取
2.2.4 类胡萝卜素的HPLC分析
2.2.5 总RNA提取与基因表达量分析
2.2.6 基因的克隆
2.2.7 生物信息学分析
2.2.8 原核表达载体的构建
2.2.9 重组质粒在大肠杆菌中的诱导表达及SDS-PAGE分析
2.2.10 OfCCD重组蛋白在原核体内的HPLC和GC-MS分析
2.2.11 重组蛋白的分离纯化及体外酶活性分析
3 结果与分析
3.1 ‘镉橙丹桂’与'柳叶金桂’类胡萝卜素分析
3.2 ‘镉橙丹桂'与'柳叶金桂'类胡萝卜素衍生香气物质分析
3.3 参与类胡萝卜素代谢基因的表达分析
3.4 OfCCD基因的克隆与序列分析
3.5 OfCCD基因在不同组织的表达分析
3.6 OfCCD蛋白的原核表达及原核体内功能分析
3.7 OfCCD蛋白的分离纯化及体外功能分析
4 讨论
4.1 参与类胡萝卜素合成、转化及裂解代谢基因对花色的影响
4.2 OfCCD4a的功能缺失导致桂花中类胡萝卜素的积累
4.3 OfCD1、OfCCD4a和OfCCD4b具有不同的底物特异性
5 小结
第五章 总结与展望
参考文献
附表1 cDNA-AFLP差异表达片段的功能预测
己发表文章
参加项目情况
致谢
本文编号：3779926
【文章页数】：161 页
【学位级别】：博士
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摘要
ABSTRACT
缩略词表
第一章 文献综述
1 引言
2 花香研究进展
2.1 萜类物质的生物合成
2.2 苯丙/苯环型物质的生物合成
2.3 脂肪酸衍生物质的生物合成
2.4 支链氨基酸衍生物质的生物合成
2.5 植物中挥发性物质的释放调控
3 花色研究进展
3.1 类黄酮/花青素的研究进展
3.1.1 类黄酮/花青素的结构与颜色
3.1.2 类黄酮/花青素的合成途径
3.1.3 花青素的修饰
3.1.4 转录水平上的调控
3.2 类胡萝卜素研究进展
3.2.1 类胡萝卜素的成分
3.2.2 类胡萝卜素的生物合成
3.2.3 类胡萝卜素生物合成的调控和类胡萝卜素的积累
3.3 甜菜碱素研究进展
4 花香与花色关系的研究进展
4.1 花青素与香气物质之间的关系研究
4.2 类胡萝卜素与香气物质之间的关系研究
5 桂花花香研究进展
6 桂花花色研究进展
7 本研究的目的及意义
第二章 基于cDNA-AFLP分析桂花花发育过程中基因的表达差异
1 前言
2 材料与方法
2.1 材料
2.2 方法
2.2.1 RNA的提取及检测
2.2.2 mRNA的分离
2.2.3 双链cDNA的合成及纯化
2.2.4 双链cDNA的酶切
2.2.5 cDNA-AFLP分析
2.2.6 差异片段的回收与二次扩增
2.2.7 目的片段的纯化、克隆与测序
2.2.8 序列分析
3 结果与分析
3.1 桂花总RNA的提取
3.2 mRNA分离与双链cDNA合成
3.3 酶切产物与预扩增体系优化
3.4 选择扩增引物组合评价
3.5 选择扩增产物的变性聚丙烯凝胶电泳分析及差异片段的回收
3.6 差异表达片段的功能分析
3.7 差异表达基因的Real-time qPCR检测
4 讨论
4.1 总RNA的提取及mRNA的分离
4.2 内切酶的选择和选择扩增引物的筛选
4.3 差异表达基因片段的功能分析
5 小结
第三章 单萜物质的释放与积累及其生物合成的关键TPS基因分析
1 前言
2 材料与方法
2.1 材料
2.2 方法
2.2.1 香气物质的顶空收集与溶剂提取
2.2.2 糖苷挥发物的提取
2.2.3 GC-MS分析
2.2.4 总RNA提取与基因表达量分析
2.2.5 基因的克隆
2.2.6 生物信息学分析
2.2.7 超表达载体的构建
2.2.8 OfTPS基因的瞬时超表达和稳定遗传转化
2.2.9 原核表达载体的构建
2.2.10 重组质粒在大肠杆菌中的诱导表达及SDS-PAGE分析
2.2.11 重组蛋白的分离纯化及体外酶活性分析
3 结果与分析
3.1 ‘镉橙丹桂'与'柳叶金桂’的花香挥发物比较
3.2 不同发育时期单萜物质挥发与积累分析
3.3 单萜物质释放与积累的昼夜节律分析
3.4 参与单萜代谢基因的表达分析
3.5 OfTPS基因的克隆与序列分析
3.6 OfTPS基因植物超表达功能验证
3.7 OfTPS蛋白的原核表达及酶活性分析
3.8 OfTPS基因的时间表达模式分析
3.9 OfTPS基因的空间表达模式分析
4 讨论
4.1 单萜的释放与糖苷化
4.2 MEP路径中的基因分析
4.3 TPS基因的表达分析
4.4 TPS基因的序列与功能特征
5 小结
第四章 类胡萝卜素裂解双加氧酶(CCD1和CCD4)的功能分析
1 前言
2 材料与方法
2.1 材料
2.2 方法
2.2.1 香气物质的顶空收集与溶剂提取
2.2.2 GC-MS分析
2.2.3 类胡萝卜素的提取
2.2.4 类胡萝卜素的HPLC分析
2.2.5 总RNA提取与基因表达量分析
2.2.6 基因的克隆
2.2.7 生物信息学分析
2.2.8 原核表达载体的构建
2.2.9 重组质粒在大肠杆菌中的诱导表达及SDS-PAGE分析
2.2.10 OfCCD重组蛋白在原核体内的HPLC和GC-MS分析
2.2.11 重组蛋白的分离纯化及体外酶活性分析
3 结果与分析
3.1 ‘镉橙丹桂’与'柳叶金桂’类胡萝卜素分析
3.2 ‘镉橙丹桂'与'柳叶金桂'类胡萝卜素衍生香气物质分析
3.3 参与类胡萝卜素代谢基因的表达分析
3.4 OfCCD基因的克隆与序列分析
3.5 OfCCD基因在不同组织的表达分析
3.6 OfCCD蛋白的原核表达及原核体内功能分析
3.7 OfCCD蛋白的分离纯化及体外功能分析
4 讨论
4.1 参与类胡萝卜素合成、转化及裂解代谢基因对花色的影响
4.2 OfCCD4a的功能缺失导致桂花中类胡萝卜素的积累
4.3 OfCD1、OfCCD4a和OfCCD4b具有不同的底物特异性
5 小结
第五章 总结与展望
参考文献
附表1 cDNA-AFLP差异表达片段的功能预测
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参加项目情况
致谢
本文编号：3779926
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