小立碗藓4-香豆酰莽草酸/喹啉3’-羟化酶基因功能的初步研究
发布时间：2024-01-27 01:18
小立碗藓是非维管束植物中的代表性植物,其发育模式相对简单的且全基因组测序完成,遗传转化手段的承受便于开展突变体的基因功能研究。4-香豆酰莽草酸/喹啉3’-羟化酶(C3’H)在维管束植物中主要参与木质素的生物合成,前人研究发现小立碗藓中的C3’H参与角质层聚合物的合成,而对木质素合成的贡献较小。我们对小立碗藓中C3’H基因的功能产生浓厚兴趣。因此我们通过遗传转化获得小立碗藓C3’H敲除植株,发现其与野生型植株相比,出现发育不完全的表型。由于生物过程具有整体性和复杂性,整合代谢组和转录组数据并分析,更有利于对生物进行表型与生物学过程调控机制的研究。该研究的初步成果如下:1、实验室前期已通过PEG介导的原生质体转化获得小立碗藓C3’H敲除植株,利用总酚和类黄酮提取试剂盒分别检测C3’H敲除株和野生型植株,发现在配子托阶段敲除株与野生株相比,总酚和类黄酮含量都显著减少。说明C3’H主要影响配子托生长阶段。2、为进一步明确C3’H-KO株中类黄酮等次生代谢物与野生株间的差异,对二者进行代谢组学和转录组学分析,共检测到65种次生代谢物显著差异,变化最大的两类为酚酸类和类黄酮,并发现大量差异基因。说...
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
一 前言
1.1 4-香豆酰莽草酸/喹啉3’-羟化酶(C3’H)研究概况
1.1.1 C3’H基因的研究进展
1.1.2 小立碗藓中的C3’H
1.2 苯丙烷生物合成途径和类黄酮生物合成途径的研究进展
1.3 类黄酮生物合成途径相关
1.4 植物代谢组学和基于高通量测序转录组学的研究应用
1.4.1 植物代谢物的检测
1.4.2 “突变型”植物代谢产物研究
1.4.3 代谢组学与转录组学的结合
1.5 研究目的及意义
二 材料与方法
2.1 实验材料、仪器与试剂
2.1.1 供试材料
2.1.2 主要试剂
2.1.3 主要仪器设备
2.1.4 主要溶液及培养基配置
2.2 实验方法
2.2.1 小立碗藓C3’H基因的生物信息学分析
2.2.2 小立碗藓C3’H敲除株与野生型(WT)的总酚和类黄酮物质含量测定
2.2.3 基于UPLC-MS/MS代谢组学技术的小立碗藓C3’H敲除株与野生株的次生代谢物差异分析
2.2.4 基于RNA-seq技术的小立碗藓C3’H-KO株和WT型植株的有参转录组测序分析
2.2.5 代谢组学和转录组学关联分析
三 结果与分析
3.1 小立碗藓C3’H基因的生物信息学分析
3.1.1 小立碗藓C3’H基因cDNA全长序列分析
3.1.2 小立碗藓C3’H基因的系统进化关系
3.2 小立碗藓C3’H的初步功能预测
3.3 小立碗藓C3’H敲除株与野生株的总酚及类黄酮含量比较
3.4 小立碗藓C3’H敲除株与野生株的次生代谢组学数据分析
3.4.1 代谢物定性定量分析
3.4.2 代谢物含量聚类分析
3.4.3 基于PCA的 C3’H-KO和 WT代谢物差异分析
3.4.4 基于OPLS-DA的 C3’H-KO和 WT代谢物差异分析
3.4.5 C3’H-KO和 WT的差异代谢物筛选、功能注释和富集分析
3.4.6 C3’H-KO和 WT差异显著代谢物分析
3.5 小立碗藓C3’H敲除株与野生型(WT)的转录组学数据分析
3.5.1 测序数据质量统计
3.5.2 基于PCA的 C3’H-KO和 WT转录组的基因主成分分析和相关性分析
3.5.3 小立碗藓C3’H-KO和 WT转录组基因的KEGG注释及富集分析
3.5.4 小立碗藓C3’H-KO和 WT转录组基因的GO富集分析
3.5.5 小立碗藓C3’H-KO和 WT转录组基因的KOG富集分析
3.5.6 小立碗藓C3’H-KO和 WT类黄酮合成相关基因分析
3.6 代谢组学和转录组学关联分析
3.6.1 转录组和代谢组的主成分分析(PCA)
3.6.2 转录组和代谢组的KEGG通路分析及富集分析
3.6.3 转录组和代谢组的相关性分析
3.6.4 转录组和代谢组的O2PLS分析
四 讨论
4.1 小立碗藓C3’H基因影响配子托的生长发育
4.2 小立碗藓C3’H基因影响木质素合成途径
4.3 小立碗藓C3’H基因对生物合成途径中基因与代谢物产生影响
4.4 小立碗藓C3’H敲除株与野生型(WT)的表型差异分析
4.5 小立碗藓C3’H基因的潜在功能
参考文献
附录1
致谢
攻读硕士研究生期间发表的学术论文
本文编号：3886040
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
一 前言
1.1 4-香豆酰莽草酸/喹啉3’-羟化酶(C3’H)研究概况
1.1.1 C3’H基因的研究进展
1.1.2 小立碗藓中的C3’H
1.2 苯丙烷生物合成途径和类黄酮生物合成途径的研究进展
1.3 类黄酮生物合成途径相关
1.4 植物代谢组学和基于高通量测序转录组学的研究应用
1.4.1 植物代谢物的检测
1.4.2 “突变型”植物代谢产物研究
1.4.3 代谢组学与转录组学的结合
1.5 研究目的及意义
二 材料与方法
2.1 实验材料、仪器与试剂
2.1.1 供试材料
2.1.2 主要试剂
2.1.3 主要仪器设备
2.1.4 主要溶液及培养基配置
2.2 实验方法
2.2.1 小立碗藓C3’H基因的生物信息学分析
2.2.2 小立碗藓C3’H敲除株与野生型(WT)的总酚和类黄酮物质含量测定
2.2.3 基于UPLC-MS/MS代谢组学技术的小立碗藓C3’H敲除株与野生株的次生代谢物差异分析
2.2.4 基于RNA-seq技术的小立碗藓C3’H-KO株和WT型植株的有参转录组测序分析
2.2.5 代谢组学和转录组学关联分析
三 结果与分析
3.1 小立碗藓C3’H基因的生物信息学分析
3.1.1 小立碗藓C3’H基因cDNA全长序列分析
3.1.2 小立碗藓C3’H基因的系统进化关系
3.2 小立碗藓C3’H的初步功能预测
3.3 小立碗藓C3’H敲除株与野生株的总酚及类黄酮含量比较
3.4 小立碗藓C3’H敲除株与野生株的次生代谢组学数据分析
3.4.1 代谢物定性定量分析
3.4.2 代谢物含量聚类分析
3.4.3 基于PCA的 C3’H-KO和 WT代谢物差异分析
3.4.4 基于OPLS-DA的 C3’H-KO和 WT代谢物差异分析
3.4.5 C3’H-KO和 WT的差异代谢物筛选、功能注释和富集分析
3.4.6 C3’H-KO和 WT差异显著代谢物分析
3.5 小立碗藓C3’H敲除株与野生型(WT)的转录组学数据分析
3.5.1 测序数据质量统计
3.5.2 基于PCA的 C3’H-KO和 WT转录组的基因主成分分析和相关性分析
3.5.3 小立碗藓C3’H-KO和 WT转录组基因的KEGG注释及富集分析
3.5.4 小立碗藓C3’H-KO和 WT转录组基因的GO富集分析
3.5.5 小立碗藓C3’H-KO和 WT转录组基因的KOG富集分析
3.5.6 小立碗藓C3’H-KO和 WT类黄酮合成相关基因分析
3.6 代谢组学和转录组学关联分析
3.6.1 转录组和代谢组的主成分分析(PCA)
3.6.2 转录组和代谢组的KEGG通路分析及富集分析
3.6.3 转录组和代谢组的相关性分析
3.6.4 转录组和代谢组的O2PLS分析
四 讨论
4.1 小立碗藓C3’H基因影响配子托的生长发育
4.2 小立碗藓C3’H基因影响木质素合成途径
4.3 小立碗藓C3’H基因对生物合成途径中基因与代谢物产生影响
4.4 小立碗藓C3’H敲除株与野生型(WT)的表型差异分析
4.5 小立碗藓C3’H基因的潜在功能
参考文献
附录1
致谢
攻读硕士研究生期间发表的学术论文
本文编号：3886040
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/swxlw/3886040.html
