银杏叶黄酮类化合物合成的转录、蛋白及代谢调控机制分析
发布时间：2021-08-07 22:41
银杏是我国特有的珍贵树种,具有典型的喜温暖和阳光的特性,适应性广,抗逆性强、寿命长、病虫害少、经济价值高;银杏因其形态特性及进化地位,具有极大的叶用价值、核用价值、观赏价值、生态价值、科研价值,目前银杏的药用价值在世界范围内得到广泛的关注和认可。银杏全基因组测序工作的完成为银杏高通量测序技术提供了可用的参考基因组,但有参转录组测序仍然未在解释银杏生物学现象中普遍应用;蛋白质组、代谢组,尤其是多组学联合分析技术是解释自然界生物学现象的有效工具,但目前在银杏中尚未得到应用。虽然到目前为止很多银杏黄酮合成相关的基因已经被克隆,但是针对它们的研究深度都比较浅,黄酮类化合物在银杏中的生物合成途径尚不十分清楚。本研究以叶用银杏良种‘银杏泰山（TS10）家系’为研究对象,对该家系叶片黄酮类化合物进行年动态观测,探明其黄酮类化合物年变化规律,并对银杏叶片中代谢物与黄酮类化合物进行定量、定性分析;首次在银杏叶片3个关键发育时期进行转录组、代谢组、蛋白组多组学分析,对银杏叶片中黄酮类化合物生物合成机理进行了系统研究,通过不同时期差异基因、差异蛋白、差异代谢物的表达量相互关系,筛选出银杏叶黄酮类化合物生物合...
【文章来源】：山东农业大学山东省
【文章页数】：140 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
符号说明
中文摘要
Abstract
1 引言
1.1 银杏简介
1.2 银杏药用价值研究进展
1.3 银杏黄酮类化合物及其提取纯化技术
1.3.1 黄酮类化合物的概念及分类
1.3.2 银杏黄酮类化合物提技术
1.4 黄酮类化合物生物合成途径调控机制进展
1.4.1 拟南芥等物种黄酮类化合物生物合成途径调控机制进展
1.4.2 银杏黄酮类化合物生物合成途径调控机制进展
1.5 测序技术在遗传育种中的应用
1.5.1 转录组技术在木本植物中的应用
1.5.2 蛋白组技术在木本植物中的应用
1.5.3 代谢组技术在木本植物中的应用
1.6 研究的目的及意义
1.7 本研究技术路线
2 材料与方法
2.1 试验地概况
2.2 试验材料
2.3 研究方法
2.3.1 不同月份银杏叶及不同银杏组织黄酮类化合物含量测定
2.3.2 转录组测序及生物信息学分析
2.3.3 代谢组测序及生物信息学分析
2.3.4 iTRAQ蛋白组测序及生物信息学分析
2.3.5 多组学联合分析
2.3.6 差异表达基因的表达量分析
2.4 数据处理
3 结果与分析
3.1 银杏叶及不同组织黄酮类化合物含量季节变化分析
3.1.1 银杏叶黄酮类化合物含量年变化
3.1.2 银杏不同组织黄酮类化合物含量差异
3.1.3 不同对比组合间银杏叶片黄酮类化合物含量差异
3.2 银杏叶代谢物及黄酮类化合物定量及定性检测
3.2.1 银杏叶代谢物种类的定量及定性分析
3.2.2 银杏叶黄酮类化合物定量及定性检测
3.3 不同时期银杏叶片广泛靶向代谢组测序及生物信息学分析
3.3.1 总体样本主成分分析
3.3.2 聚类分析
3.3.3 重复相关性评估
3.3.4 不同时期银杏叶差异代谢物筛选
3.3.5 差异代谢物KEGG功能注释及富集分析
3.3.6 银杏叶差异代谢物在黄酮类化合物补充数据库中的表达
3.4 不同发育时期银杏叶片转录组测序及生物信息学分析
3.4.1 各样本测序数据过滤统计分析
3.4.2 各样本c DNA文库与银杏参考基因组比对分析
3.4.3 表达量估计
3.4.4 差异表达分析
3.4.5 差异表达基因统计结果注释
3.4.6 差异表达基因(DEGs)GO功能分析
3.4.7 KEGG通路分析
3.4.8 变异分析
3.4.9 转录因子分析
3.5 基于iTRAQ定量的不同时期银杏叶片蛋白组测序及生物信息学分析
3.5.1 蛋白质鉴定
3.5.2 蛋白质iTRAQ定量及差异蛋白的筛选
3.5.3 蛋白GO注释分析
3.5.4 差异表达蛋白KOG注释
3.5.5 差异蛋白的Pathway富集分析
3.5.6 差异表达蛋白亚细胞定位
3.6 银杏叶黄酮类化合物调控的转录、蛋白、代谢联合分析
3.6.1 银杏叶黄酮类化合物合成途径关键基因、蛋白及代谢物的筛选
3.6.2 黄酮类化合物生物合成途径差异基因与差异代谢物表达的相关网络关系
3.6.3 银杏叶黄酮类化合物生物合成与其他生物学途径相互关系
3.6.4 银杏叶黄酮类化合物合成关键调控途径
3.7 差异基因表达量的qRT-PCR分析
3.7.1 差异基因的表达量验证
3.7.2 关键基因在不同银杏组织中的表达量验证
4 讨论
4.1 银杏叶片黄酮类化合物的种类
4.2 银杏叶黄酮类化合物含量的时间、空间变化分析
4.3 银杏叶黄酮类化合物合成与其他生物代谢途径的关系
4.4 银杏叶黄酮类化合物合成关键转录、蛋白、代谢调控机制
5 结论
5.1 银杏叶黄酮类化合物含量年变化及不同银杏组织黄酮类化合物含量分析
5.2 银杏叶代谢物及黄酮类化合物种类的定量及定性分析
5.3 基于多组学分析的不同时期银杏叶片黄酮类化合物合成差异分析
5.4 银杏叶黄酮类化合物合成的转录、蛋白及代谢调控
参考文献
附表1 银杏叶中32大类代谢物定性及定量表
附表2 银杏叶中165种黄酮类化合物定性及定量分析表
致谢
攻读学位期间发表的学术论文目录
【参考文献】：
期刊论文
[1]榆树叶片形成虫瘿过程中转录组学分析[J]. 李轩,黄智鸿. 基因组学与应用生物学. 2019(02)
[2]葛叶中大豆异黄酮提取工艺优化[J]. 汤逊尤,王李平,林晨,方丽,张方圆,林泽鹏,李雪莹,潘云山. 中国食品添加剂. 2019(02)
[3]不同产地银杏黄酮及相关活性物质含量变异分析[J]. 吴雅琼,国靖,周琦,胥猛,汪贵斌,徐立安. 南京林业大学学报(自然科学版). 2019(03)
[4]大豆异黄酮减轻大鼠非酒精性脂肪肝病变的作用研究[J]. 许永杰,卢志顺,罗洁. 现代医药卫生. 2019(02)
[5]黑豆中提取大豆异黄酮研究[J]. 陈燕. 当代化工. 2019(01)
[6]中药黄芪中黄酮类化合物抗氧化活性的DFT研究[J]. 刘靖丽,于海东,梁艳妮. 化学与生物工程. 2019(01)
[7]文冠果ABI3转录因子全长cDNA序列与生物信息学分析[J]. 张彤,艾俊含,李林妍,潘娜敏,孙晓彤. 现代农业科技. 2019(02)
[8]响应面法优化离子液体双水相提取银杏黄酮的工艺研究[J]. 刘宝亮,吴一帆,穰小东,袁震宇,彭曾帅. 中国食品添加剂. 2018(12)
[9]转录组与蛋白质组整合分析在生物学研究中的应用[J]. 蒋可人,马峥,郑航,刘小军. 生物技术通报. 2018(12)
[10]银杏黄酮提取工艺及纯化研究[J]. 魏雨,张景迅,张玉忠,冯先涛,戴凤雨,张小纷. 化学世界. 2018(12)
博士论文
[1]银杏古树半同胞家系变异规律及株高生长基因筛选[D]. 唐海霞.山东农业大学 2016
[2]黄叶银杏呈色基础及适应性差异[D]. 王欢利.南京林业大学 2015
[3]基于细胞培养的银杏黄酮类化合物的分离鉴定研究[D]. 邵菊芳.中国矿业大学 2013
[4]毛白杨4CL基因启动子及APX的结构与功能研究[D]. 潘翔.北京林业大学 2013
[5]银杏黄酮和木质素代谢相关基因功能分析[D]. 程华.南京林业大学 2012
[6]银杏叶黄酮积累相关基因克隆及查尔酮合成酶基因启动子功能研究[D]. 李琳玲.河北农业大学 2010
[7]黄酮类活性成分配位色谱分离技术研究[D]. 徐涛.合肥工业大学 2007
[8]银杏黄酮相关基因的克隆及转化[D]. 刘学奋.复旦大学 2006
[9]银杏黄酮和萜类化合物生物合成途径中重要相关基因的克隆和研究[D]. 庞永珍.复旦大学 2005
[10]银杏黄酮和内酯在银杏细胞培养中积累的调控及其药理研究[D]. 崔堂兵.华南理工大学 2002
硕士论文
[1]基于转录组学和代谢组学分析小麦冷反应特征[D]. 周梦.河北农业大学 2018
[2]分子筛催化水解银杏黄酮及其纯化研究[D]. 陈鹤炯.北京化工大学 2018
[3]从银杏叶中提取精制银杏黄酮的研究[D]. 赵文龙.北京化工大学 2018
[4]iTRAO定量蛋白质组学分析小麦根对无硼和高硼胁迫的响应差异[D]. 刘金燕.河南农业大学 2018
[5]银杏叶中黄酮类化合物的提取和制剂工艺研究[D]. 胡周.暨南大学 2017
[6]银杏3个WD40转录因子基因的克隆及表达量分析[D]. 冯如.武汉轻工大学 2017
[7]不同树龄银杏叶片差异蛋白研究[D]. 周凯凯.西北农林科技大学 2017
[8]银杏种子休眠不同阶段的转录调控研究[D]. 崔慧.扬州大学 2017
[9]银杏不同树龄维管形成层活动的转录调控研究[D]. 赵建国.扬州大学 2017
[10]银杏种胚发育的差异蛋白质组学研究[D]. 李佳.沈阳农业大学 2016
本文编号：3328678
【文章来源】：山东农业大学山东省
【文章页数】：140 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
符号说明
中文摘要
Abstract
1 引言
1.1 银杏简介
1.2 银杏药用价值研究进展
1.3 银杏黄酮类化合物及其提取纯化技术
1.3.1 黄酮类化合物的概念及分类
1.3.2 银杏黄酮类化合物提技术
1.4 黄酮类化合物生物合成途径调控机制进展
1.4.1 拟南芥等物种黄酮类化合物生物合成途径调控机制进展
1.4.2 银杏黄酮类化合物生物合成途径调控机制进展
1.5 测序技术在遗传育种中的应用
1.5.1 转录组技术在木本植物中的应用
1.5.2 蛋白组技术在木本植物中的应用
1.5.3 代谢组技术在木本植物中的应用
1.6 研究的目的及意义
1.7 本研究技术路线
2 材料与方法
2.1 试验地概况
2.2 试验材料
2.3 研究方法
2.3.1 不同月份银杏叶及不同银杏组织黄酮类化合物含量测定
2.3.2 转录组测序及生物信息学分析
2.3.3 代谢组测序及生物信息学分析
2.3.4 iTRAQ蛋白组测序及生物信息学分析
2.3.5 多组学联合分析
2.3.6 差异表达基因的表达量分析
2.4 数据处理
3 结果与分析
3.1 银杏叶及不同组织黄酮类化合物含量季节变化分析
3.1.1 银杏叶黄酮类化合物含量年变化
3.1.2 银杏不同组织黄酮类化合物含量差异
3.1.3 不同对比组合间银杏叶片黄酮类化合物含量差异
3.2 银杏叶代谢物及黄酮类化合物定量及定性检测
3.2.1 银杏叶代谢物种类的定量及定性分析
3.2.2 银杏叶黄酮类化合物定量及定性检测
3.3 不同时期银杏叶片广泛靶向代谢组测序及生物信息学分析
3.3.1 总体样本主成分分析
3.3.2 聚类分析
3.3.3 重复相关性评估
3.3.4 不同时期银杏叶差异代谢物筛选
3.3.5 差异代谢物KEGG功能注释及富集分析
3.3.6 银杏叶差异代谢物在黄酮类化合物补充数据库中的表达
3.4 不同发育时期银杏叶片转录组测序及生物信息学分析
3.4.1 各样本测序数据过滤统计分析
3.4.2 各样本c DNA文库与银杏参考基因组比对分析
3.4.3 表达量估计
3.4.4 差异表达分析
3.4.5 差异表达基因统计结果注释
3.4.6 差异表达基因(DEGs)GO功能分析
3.4.7 KEGG通路分析
3.4.8 变异分析
3.4.9 转录因子分析
3.5 基于iTRAQ定量的不同时期银杏叶片蛋白组测序及生物信息学分析
3.5.1 蛋白质鉴定
3.5.2 蛋白质iTRAQ定量及差异蛋白的筛选
3.5.3 蛋白GO注释分析
3.5.4 差异表达蛋白KOG注释
3.5.5 差异蛋白的Pathway富集分析
3.5.6 差异表达蛋白亚细胞定位
3.6 银杏叶黄酮类化合物调控的转录、蛋白、代谢联合分析
3.6.1 银杏叶黄酮类化合物合成途径关键基因、蛋白及代谢物的筛选
3.6.2 黄酮类化合物生物合成途径差异基因与差异代谢物表达的相关网络关系
3.6.3 银杏叶黄酮类化合物生物合成与其他生物学途径相互关系
3.6.4 银杏叶黄酮类化合物合成关键调控途径
3.7 差异基因表达量的qRT-PCR分析
3.7.1 差异基因的表达量验证
3.7.2 关键基因在不同银杏组织中的表达量验证
4 讨论
4.1 银杏叶片黄酮类化合物的种类
4.2 银杏叶黄酮类化合物含量的时间、空间变化分析
4.3 银杏叶黄酮类化合物合成与其他生物代谢途径的关系
4.4 银杏叶黄酮类化合物合成关键转录、蛋白、代谢调控机制
5 结论
5.1 银杏叶黄酮类化合物含量年变化及不同银杏组织黄酮类化合物含量分析
5.2 银杏叶代谢物及黄酮类化合物种类的定量及定性分析
5.3 基于多组学分析的不同时期银杏叶片黄酮类化合物合成差异分析
5.4 银杏叶黄酮类化合物合成的转录、蛋白及代谢调控
参考文献
附表1 银杏叶中32大类代谢物定性及定量表
附表2 银杏叶中165种黄酮类化合物定性及定量分析表
致谢
攻读学位期间发表的学术论文目录
【参考文献】：
期刊论文
[1]榆树叶片形成虫瘿过程中转录组学分析[J]. 李轩,黄智鸿. 基因组学与应用生物学. 2019(02)
[2]葛叶中大豆异黄酮提取工艺优化[J]. 汤逊尤,王李平,林晨,方丽,张方圆,林泽鹏,李雪莹,潘云山. 中国食品添加剂. 2019(02)
[3]不同产地银杏黄酮及相关活性物质含量变异分析[J]. 吴雅琼,国靖,周琦,胥猛,汪贵斌,徐立安. 南京林业大学学报(自然科学版). 2019(03)
[4]大豆异黄酮减轻大鼠非酒精性脂肪肝病变的作用研究[J]. 许永杰,卢志顺,罗洁. 现代医药卫生. 2019(02)
[5]黑豆中提取大豆异黄酮研究[J]. 陈燕. 当代化工. 2019(01)
[6]中药黄芪中黄酮类化合物抗氧化活性的DFT研究[J]. 刘靖丽,于海东,梁艳妮. 化学与生物工程. 2019(01)
[7]文冠果ABI3转录因子全长cDNA序列与生物信息学分析[J]. 张彤,艾俊含,李林妍,潘娜敏,孙晓彤. 现代农业科技. 2019(02)
[8]响应面法优化离子液体双水相提取银杏黄酮的工艺研究[J]. 刘宝亮,吴一帆,穰小东,袁震宇,彭曾帅. 中国食品添加剂. 2018(12)
[9]转录组与蛋白质组整合分析在生物学研究中的应用[J]. 蒋可人,马峥,郑航,刘小军. 生物技术通报. 2018(12)
[10]银杏黄酮提取工艺及纯化研究[J]. 魏雨,张景迅,张玉忠,冯先涛,戴凤雨,张小纷. 化学世界. 2018(12)
博士论文
[1]银杏古树半同胞家系变异规律及株高生长基因筛选[D]. 唐海霞.山东农业大学 2016
[2]黄叶银杏呈色基础及适应性差异[D]. 王欢利.南京林业大学 2015
[3]基于细胞培养的银杏黄酮类化合物的分离鉴定研究[D]. 邵菊芳.中国矿业大学 2013
[4]毛白杨4CL基因启动子及APX的结构与功能研究[D]. 潘翔.北京林业大学 2013
[5]银杏黄酮和木质素代谢相关基因功能分析[D]. 程华.南京林业大学 2012
[6]银杏叶黄酮积累相关基因克隆及查尔酮合成酶基因启动子功能研究[D]. 李琳玲.河北农业大学 2010
[7]黄酮类活性成分配位色谱分离技术研究[D]. 徐涛.合肥工业大学 2007
[8]银杏黄酮相关基因的克隆及转化[D]. 刘学奋.复旦大学 2006
[9]银杏黄酮和萜类化合物生物合成途径中重要相关基因的克隆和研究[D]. 庞永珍.复旦大学 2005
[10]银杏黄酮和内酯在银杏细胞培养中积累的调控及其药理研究[D]. 崔堂兵.华南理工大学 2002
硕士论文
[1]基于转录组学和代谢组学分析小麦冷反应特征[D]. 周梦.河北农业大学 2018
[2]分子筛催化水解银杏黄酮及其纯化研究[D]. 陈鹤炯.北京化工大学 2018
[3]从银杏叶中提取精制银杏黄酮的研究[D]. 赵文龙.北京化工大学 2018
[4]iTRAO定量蛋白质组学分析小麦根对无硼和高硼胁迫的响应差异[D]. 刘金燕.河南农业大学 2018
[5]银杏叶中黄酮类化合物的提取和制剂工艺研究[D]. 胡周.暨南大学 2017
[6]银杏3个WD40转录因子基因的克隆及表达量分析[D]. 冯如.武汉轻工大学 2017
[7]不同树龄银杏叶片差异蛋白研究[D]. 周凯凯.西北农林科技大学 2017
[8]银杏种子休眠不同阶段的转录调控研究[D]. 崔慧.扬州大学 2017
[9]银杏不同树龄维管形成层活动的转录调控研究[D]. 赵建国.扬州大学 2017
[10]银杏种胚发育的差异蛋白质组学研究[D]. 李佳.沈阳农业大学 2016
本文编号：3328678
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