涩柿果实采后脱涩过程无氧呼吸相关差异表达基因克隆及表达分析
发布时间：2021-02-18 16:27
柿（Diospyros kaki）主要分为甜柿和涩柿,其中涩柿需经采后脱涩处理后方可食用。高浓度CO2处理是最常用的涩柿采后脱涩处理技术,主要是利用低氧环境促使果实进行无氧呼吸增加乙醛含量,进而与可溶性单宁缩合成不可溶聚合物,去除果实涩味。本实验以课题组前期采集并经高浓度CO2处理的‘镜面柿’为材料,通过转录组数据分析,挖掘差异表达的乙醛代谢末端三个基因家族成员（丙酮酸激酶,PK;丙酮酸脱羧酶,PDC;乙醇脱氢酶,ADH）,获得柿果实采后脱涩相关的新靶标基因。主要结果如下:1.克隆了柿果实脱涩过程中乙醛代谢相关基因。基于转录组数据的KEGG分析结果显示,柿果实脱涩进程中无氧呼吸相关的差异表达基因富集于糖酵解途径,包括15个结构基因,分别属于ADH、PDC和PK家族。利用RACE（Rapid amplification of cDNA ends）技术验证获得12个基因（三个家族各有4个成员）,分析其核苷酸序列、氨基酸结构以及进化关系发现,其中DkADH1（JX117841.1）、DkPDC1/2/3（JX117844.1-6.1）和DkPK1/...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
柿采后脱涩差异表达基因KEGG富集分析
浙江大学硕士毕业论文3结果与分析15图3.2柿果实脱涩通路及乙醛代谢相关基因表达变化（a）糖酵解及丙酮酸代谢途径示意图；（b）乙醛代谢相关基因（ADH、PDC、PK）的表达模式[log2FC（FoldChange）]。每个基因的表达模式由2个网格表示，左为log2FC（CO2-1dvsCK-1d），右为log2FC（CO2+1-MCP-1dvsCK-1d），用0-9表示不同log2FC值。Figure3.2Expressionofacetaldehydemetabolismrelatedgenesduringpersimmonfruitdeastringency(a)Glycolysisandpyruvatemetabolismpathway;(b)ExpressionofDkADH/PDC/PK.Theexpressionpatternofeachgeneisrepresentedby2grids,log2FC(CO2-1dvsCK-1d)ontheleftandlog2FC(CO2+1-MCP-1dvsCK-1d)ontheright,anddifferentcolorsrepresentthevaluesoflog2FC.3.3DkADH/PDC/PK克隆及序列分析基于3.2结果，将转录组获得的DkADH/PDC/PK的编码序列，经过RACE实验对未获得全长的基因DkADH4和DkPDC1进行序列扩增，并提取所有序列进行cDNA全长克隆，再经过BLAST进行序列对比，最后确定DkADH/PDC/PK基因各四个，其中DkADH1和DkPDC1/2/3是本实验室已发现并命名的基因（Min等，2012），DkPK1/4/6/8是国内其他课题组已被发表并命名的基因（Guan等，2016；2017），根据NCBI登录的序列情况，将新获得序列命名为DkADH4/5/6
浙江大学硕士毕业论文3结果与分析173.4DkADH/PDC/PK蛋白结构域分析ADH的典型保守结构域包括ADH-N结构域，DAN（+）结合结构域以及锌结合位点（Murzin等，1996），4个ADH蛋白都含有ADH-N催化结构域，锌结合位点位于其中。他们的DAN（+）结合蛋白表现有所不同，DkADH1和DkADH4都是ADH_zinc_N结构域，DkADH5和DkADH6比较相似，都含有ADH_zinc_N_2结构域，DkADH6多了一个2-Hacid_dh_2结构域（图3.3a）。4个PDC蛋白均包含TPP_enzyme_N、TPP_enzyme_M、TPP_enzyme_C三个保守结构域。PDC是焦磷酸硫胺素（TPP）依赖性的非氧化酶，TPP_enzyme_N是TTP酶的N端连接域，TPP_enzyme_M是TPP酶的中心区域，包含有两个Rossmann折叠，TPP_enzyme_C为TPP酶的C端连接域（图3.3b）。4个PK蛋白都具有典型的PK结构域和C末端结构域，且DkPK1/2/8保守结构域的氨基酸位置都比较接近，DkPK6稍显例外，2个结构域位置离氨基酸N端较远（图3.3c）。图3.3DkADH/PDC/PK蛋白结构域分析(a)DkADH蛋白结构示意图；（b）DkPDC蛋白结构示意图；（c）DkPK蛋白结构示意图；Figure3.3DkADH/PDC/PKproteindomainanalysis(a)SchemeofconservativedomiansofDkADH;(b)SchemeofconservativedomiansofDkPDC;(c)SchemeofconservativedomiansofDkPK
【参考文献】：
期刊论文
[1]低温胁迫对不同早熟禾品种糖酵解代谢及其相关基因表达的影响[J]. 董文科,马祥,张玉娟,郭睿,张兆恒,张岩,马晖玲. 草地学报. 2019(06)
[2]柿果脱涩技术的应用现状与发展趋势[J]. 李宝. 落叶果树. 2018(05)
[3]完全甜柿遗传改良研究进展[J]. 裴忺,张青林,郭大勇,刘继红,罗正荣. 果树学报. 2015(02)
[4]柿子脱涩技术[J]. 张超. 河北果树. 2012(06)
[5]1-甲基环丙烯处理（1-MCP）对南果梨酯类物质、氨基酸及相关代谢酶的影响[J]. 纪淑娟,沈昳潇,张丽萍,卜庆状. 食品科学. 2012(18)
[6]柿树的观赏价值及在园林绿化中的应用[J]. 李莹莹,王英华,吴利芹,朱志兰. 落叶果树. 2012(01)
[7]两个不同类型薄皮甜瓜品种成熟特性、香气成分及其相关酶活性分析[J]. 齐红岩,李岩,关小川,李金燃,邱丽妍,郝晶. 中国农业科学. 2011(04)
[8]香蕉果实采后乙醇脱氢酶活性与乙烯代谢的关系[J]. 宁文彬,刘菊华,贾彩红,徐碧玉,金志强. 果树学报. 2009(03)
[9]柿子单宁的制备及其抗氧化活性研究[J]. 顾海峰,李春美,徐玉娟,张洁,窦宏亮. 农业工程学报. 2007(05)
[10]单宁的生理活性[J]. 何洪英,李华钧,杨坚. 广州食品工业科技. 2001(02)
本文编号：3039802
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
柿采后脱涩差异表达基因KEGG富集分析
浙江大学硕士毕业论文3结果与分析15图3.2柿果实脱涩通路及乙醛代谢相关基因表达变化（a）糖酵解及丙酮酸代谢途径示意图；（b）乙醛代谢相关基因（ADH、PDC、PK）的表达模式[log2FC（FoldChange）]。每个基因的表达模式由2个网格表示，左为log2FC（CO2-1dvsCK-1d），右为log2FC（CO2+1-MCP-1dvsCK-1d），用0-9表示不同log2FC值。Figure3.2Expressionofacetaldehydemetabolismrelatedgenesduringpersimmonfruitdeastringency(a)Glycolysisandpyruvatemetabolismpathway;(b)ExpressionofDkADH/PDC/PK.Theexpressionpatternofeachgeneisrepresentedby2grids,log2FC(CO2-1dvsCK-1d)ontheleftandlog2FC(CO2+1-MCP-1dvsCK-1d)ontheright,anddifferentcolorsrepresentthevaluesoflog2FC.3.3DkADH/PDC/PK克隆及序列分析基于3.2结果，将转录组获得的DkADH/PDC/PK的编码序列，经过RACE实验对未获得全长的基因DkADH4和DkPDC1进行序列扩增，并提取所有序列进行cDNA全长克隆，再经过BLAST进行序列对比，最后确定DkADH/PDC/PK基因各四个，其中DkADH1和DkPDC1/2/3是本实验室已发现并命名的基因（Min等，2012），DkPK1/4/6/8是国内其他课题组已被发表并命名的基因（Guan等，2016；2017），根据NCBI登录的序列情况，将新获得序列命名为DkADH4/5/6
浙江大学硕士毕业论文3结果与分析173.4DkADH/PDC/PK蛋白结构域分析ADH的典型保守结构域包括ADH-N结构域，DAN（+）结合结构域以及锌结合位点（Murzin等，1996），4个ADH蛋白都含有ADH-N催化结构域，锌结合位点位于其中。他们的DAN（+）结合蛋白表现有所不同，DkADH1和DkADH4都是ADH_zinc_N结构域，DkADH5和DkADH6比较相似，都含有ADH_zinc_N_2结构域，DkADH6多了一个2-Hacid_dh_2结构域（图3.3a）。4个PDC蛋白均包含TPP_enzyme_N、TPP_enzyme_M、TPP_enzyme_C三个保守结构域。PDC是焦磷酸硫胺素（TPP）依赖性的非氧化酶，TPP_enzyme_N是TTP酶的N端连接域，TPP_enzyme_M是TPP酶的中心区域，包含有两个Rossmann折叠，TPP_enzyme_C为TPP酶的C端连接域（图3.3b）。4个PK蛋白都具有典型的PK结构域和C末端结构域，且DkPK1/2/8保守结构域的氨基酸位置都比较接近，DkPK6稍显例外，2个结构域位置离氨基酸N端较远（图3.3c）。图3.3DkADH/PDC/PK蛋白结构域分析(a)DkADH蛋白结构示意图；（b）DkPDC蛋白结构示意图；（c）DkPK蛋白结构示意图；Figure3.3DkADH/PDC/PKproteindomainanalysis(a)SchemeofconservativedomiansofDkADH;(b)SchemeofconservativedomiansofDkPDC;(c)SchemeofconservativedomiansofDkPK
【参考文献】：
期刊论文
[1]低温胁迫对不同早熟禾品种糖酵解代谢及其相关基因表达的影响[J]. 董文科,马祥,张玉娟,郭睿,张兆恒,张岩,马晖玲. 草地学报. 2019(06)
[2]柿果脱涩技术的应用现状与发展趋势[J]. 李宝. 落叶果树. 2018(05)
[3]完全甜柿遗传改良研究进展[J]. 裴忺,张青林,郭大勇,刘继红,罗正荣. 果树学报. 2015(02)
[4]柿子脱涩技术[J]. 张超. 河北果树. 2012(06)
[5]1-甲基环丙烯处理（1-MCP）对南果梨酯类物质、氨基酸及相关代谢酶的影响[J]. 纪淑娟,沈昳潇,张丽萍,卜庆状. 食品科学. 2012(18)
[6]柿树的观赏价值及在园林绿化中的应用[J]. 李莹莹,王英华,吴利芹,朱志兰. 落叶果树. 2012(01)
[7]两个不同类型薄皮甜瓜品种成熟特性、香气成分及其相关酶活性分析[J]. 齐红岩,李岩,关小川,李金燃,邱丽妍,郝晶. 中国农业科学. 2011(04)
[8]香蕉果实采后乙醇脱氢酶活性与乙烯代谢的关系[J]. 宁文彬,刘菊华,贾彩红,徐碧玉,金志强. 果树学报. 2009(03)
[9]柿子单宁的制备及其抗氧化活性研究[J]. 顾海峰,李春美,徐玉娟,张洁,窦宏亮. 农业工程学报. 2007(05)
[10]单宁的生理活性[J]. 何洪英,李华钧,杨坚. 广州食品工业科技. 2001(02)
本文编号：3039802
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