青蒿倍半萜转运蛋白的筛选和功能鉴定

发布时间：2022-01-16 05:13

　　青蒿素是从青蒿（Artemisia annua L.）中分离的倍半萜内酯化合物,是目前疗效最好的抗疟药物。青蒿素合成途径已经研究的比较清楚,而青蒿素合成途径中代谢产物的转运机制并无报道。此外,青蒿中非分泌型腺毛也具有合成和贮存大量的倍半萜化合物的能力,例如β-石竹烯（β-caryophyllene）,β-法尼烯（β-farnesene）和大根香叶烯（germacrene D）等。青蒿非泌腺毛中倍半萜化合物相关的转运蛋白和转运机制的研究也没有报道。目前报道与植物萜类化合物转运相关的转运蛋白都属于ABC转运蛋白的PDR亚家族,因此,本研究的重点集中在青蒿PDR亚家族转运蛋白。本研究以青蒿为材料,经转录组数据分析,对在分泌型腺毛和非分泌型腺毛中特异表达的AaPDR1和AaPDR3转运蛋白进行功能分析,取得的研究结果如下:一、AaPDR1转运蛋白参与青蒿素合成的转运。本研究从青蒿分泌型腺毛转录组数据库中鉴定出89个ABC转运蛋白,通过进化树分析和不同组织的表达情况分析,筛选到AaPDR1转运蛋白基因。AaPDR1基因在分泌型腺毛中表达量最高;不同发育阶段的叶片表达分析证明该基因在幼嫩叶片表达量... 

【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：129 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 文献综述
    1.1 植物萜类化合物
        1.1.1 萜类化合物的分类
        1.1.2 萜类化合物的生物合成
        1.1.3 萜类化合物的生物学功能
    1.2 青蒿和青蒿素
        1.2.1 青蒿素的合成
        1.2.2 青蒿素合成部位
        1.2.3 青蒿中其他萜类化合物
    1.3 植物ABC转运蛋白
        1.3.1 ABC转运蛋白的结构和分类
        1.3.2 ABC转运蛋白的转运机制
        1.3.3 ABC转运蛋白与次生代谢产物的转运
        1.3.4 PDR转运蛋白与萜类化合物的转运
        1.3.5 PDR转运蛋白与植物激素的转运
        1.3.6 PDR转运蛋白与脂质的转运
        1.3.7 PDR转运蛋白与重金属的转运
    1.4 小结
第二章 青蒿素合成相关转运蛋白AaPDR1 基因的克隆与功能分析
    2.1 引言
    2.2 材料和方法
        2.2.1 实验材料
        2.2.2 实验方法
    2.3 实验结果
        2.3.1 青蒿素合成相关转运蛋白的筛选
        2.3.2 AaPDR1 基因的克隆和序列分析
        2.3.3 AaPDR1 在青蒿各组织部位和不同叶序的表达分析
        2.3.4 AaPDR1响应甲基茉莉酸和二氢青蒿酸的处理
        2.3.5 AaPDR1 启动子克隆和分析
        2.3.6 青蒿素合成相关转录因子调控AaPDR1 的表达
        2.3.7 抑制AaPDR1 基因表达显著抑制青蒿素合成
        2.3.8 在青蒿中过量表达AaPDR1 基因显著提高青蒿素含量
        2.3.9 在酵母突变体AD1-8 中,Aa PDR1 参与二氢青蒿酸的转运
    2.4 讨论
        2.4.1 AaPDR1 转运蛋白与青蒿素合成相关
        2.4.2 AaPDR1 只在青蒿幼叶的分泌型腺毛中表达
        2.4.3 AaPDR1 参与青蒿素合成途径代谢中间产物的转运
第三章 β-石竹烯转运AaPDR3 转运蛋白基因的克隆与功能分析
    3.1 引言
    3.2 材料和方法
        3.2.1 实验材料
        3.2.2 实验方法
    3.3 实验结果
        3.3.1 青蒿非分泌型腺毛ABC转运蛋白鉴定和分类
        3.3.2 AaPDR3 基因的克隆
        3.3.3 AaPDR3 在青蒿各组织部位和不同叶序的表达分析
        3.3.4 AaPDR3响应甲基茉莉酸的处理
        3.3.5 AaPDR3 启动子克隆和分析
        3.3.6 AaPDR3 在青蒿非分泌型腺毛和根中表达
        3.3.7 AaPDR3 亚细胞定位
        3.3.8 在青蒿中抑制AaPDR3 基因表达显著抑制β-石竹烯合成
        3.3.9 在青蒿中过量表达AaPDR3 基因提高β-石竹烯含量
        3.3.10 转基因青蒿青蒿素含量测定
        3.3.11 在酵母突变体AD1-8 中,Aa PDR3 参与β-石竹烯的摄取转运.
        3.3.12 AaPDR3 表达受重金属铅(Pb2+)和镉(Cd2+)的诱导
        3.3.13 AaPDR3 在青蒿中过量表达降低青蒿对重金属的吸收
        3.3.14 在青蒿中抑制AaPDR3 表达增强青蒿对重金属的吸收
    3.4 讨论
第四章 总结和展望
    4.1 研究总结
    4.2 创新点
    4.3 后续工作展望
参考文献
附录
致谢
攻读博士学位期间发表的论文
攻读博士学位期间申请的专利


【参考文献】：
期刊论文
[1]Plant Hormones:Metabolism,Signaling and Crosstalk[J]. Li-Jia Qu Issue Editor School of Life Sciences Peking University Beijing,China Yunde Zhao Issue Editor Section of Cell and Developmental Biology University of California at San Diego USA.  Journal of Integrative Plant Biology. 2011(06)
[2]青蒿鲨烯合酶基因的克隆、结构分析与大肠杆菌表达(英文)[J]. 刘彦,叶和春,王红,李国凤.  Acta Botanica Sinica. 2003(05)
[3]青蒿素的晶体结构及其绝对构型[J].   中国科学. 1979(11)



本文编号：3592004