基于转录组学和代谢组学分析的山黧豆β-ODAP生物合成机制分析

发布时间：2023-04-09 17:32

　　内源性β-ODAP是限制山黧豆开发利用的关键因素,但其生物合成途径的关键基因和蛋白研究极少,调控途径尚不明晰。本研究取山黧豆种子萌发期具有不同β-ODAP含量的组织分别进行了转录组学、代谢组学及联合分析,并对β-ODAP合成的关键基因b-腈基丙氨酸合成酶基因进行了功能研究。获得的主要研究结果如下:1.通过转录组学分析,在2DAS,6DAS及25DAS的不同组织中共找到6,589个差异基因。GO、KEGG分析表明,β-ODAP含量与碳代谢、硫同化/代谢等基础代谢有关。WGCNA分析将上述差异基因分为61个模块,其中两个模块与CSase基因相关,说明CSase家族蛋白可能参与β-ODAP积累水平调控。在山黧豆转录组数据库中共找到8条LsCSase序列,分别属于CYSA,CYSB,CYSC,CYSD及SCS五个家族,其中属于CYSC家族的LsCASase可能是β-ODAP生物合成中的关键酶。2.通过代谢组学分析,在2DAS,6DAS及25DAS的不同组织中共检测到了包括氨基酸、碳水化合物、嘌呤等在内的141个差异代谢物。PCA分析表明上述代谢物随β-ODAP含量的变化而变化。OPLS-DA,...

【文章页数】：140 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
主要符号对照表
第一章 文献综述
    1.1 概述
    1.2 神经毒素β-ODAP
        1.2.1 山黧豆β-ODAP的生物合成
        1.2.2 β-ODAP在山黧豆中的积累模式
        1.2.3 β-ODAP与山黧豆神经性中毒
        1.2.4 山黧豆种子的低毒加工和品种改良
    1.3 硫代谢
        1.3.1 硫素的重要生理功能
        1.3.2 硫代谢相关酶及多酶复合体
        1.3.3 硫代谢的调控
    1.4 β-ODAP与硫代谢
    1.5 本研究的目的和意义
第二章 山黧豆转录组学分析
    2.1 材料与方法
        2.1.1 植物材料
        2.1.2 主要试剂
        2.1.3 RNA准备及RNA-seq
        2.1.4 序列组装与注释
        2.1.5 基因表达模式分析
        2.1.6 权重共表达网络分析
        2.1.7 实时定量PCR分析
    2.2 结果与讨论
        2.2.1 转录组测序及序列组装
        2.2.2 转录组测序的注释及功能分类
        2.2.3 山黧豆转录组CDS序列的GO及 Interproscan分析
        2.2.4 2DAS,6DAS及25DAS差异基因分析
        2.2.5 WGCNA预测涉及β-ODAP代谢的潜在基因
        2.2.6 qRT-PCR验证RNA-seq质量
    2.3 讨论
第三章 山黧豆代谢组学分析
    3.1 材料与方法
        3.1.1 植物材料
        3.1.2 代谢物提取及衍生化
        3.1.3 GC-TOF-MS代谢物检测及数据处理
        3.1.4 数据分析与统计
        3.1.5 pathway分析
    3.2 结果
        3.2.1 GC-TOF-MS代谢物检测
        3.2.2 主成分分析及OPLS-DA分析
        3.2.3 差异代谢物分析
        3.2.4 代谢通路分析
    3.3 讨论
第四章 转录组学与代谢组学联合分析
    4.1 材料与方法
    4.2 结果与讨论
第五章 LsCASase基因功能研究
    5.1 材料与方法
        5.1.1 主要材料
        5.1.2 功能互补
        5.1.3 酶活性研究
        5.1.4 LsCASase互作蛋白研究
        5.1.5 亚细胞定位
        5.1.6 LsCASase与 LsSAT2 互作位点研究
    5.2 结果与讨论
        5.2.1 功能互补验证及酶活性测定
        5.2.2 LsCASase互作蛋白研究
        5.2.3 亚细胞定位
        5.2.4 LsCASase与 LsSAT2 的互作位点研究
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
附录
致谢
个人简历



本文编号：3787441