山杏种子油脂累积相关油体蛋白基因PsOLE1及其启动子研究

来源 :北京林业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:todo158
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
山杏(Prunus sibirica L.),也被称为西伯利亚杏,其杏仁含油量高达50%,在中国有望成为一种新型潜在生物柴油来源,值得深入研究与挖掘利用。本研究以山杏种子为试材,开展PsOLE1基因及其启动子的克隆及生物信息学分析,进而构建表达载体Pro PsOLE1::GUS,获得T3代Pro PsOLE1::GUS拟南芥植株,通过GUS组织化学染色及表达分析,确定Pro PsOLE1启动子的组织表达特性;此外,为了有效研究山杏种子PsOLE1基因表达对油脂含量及脂肪酸组分的影响,分别构建Pro PsOLE1::PsOLE1和35S::PsOLE1表达载体,通过对T3代Pro PsOLE1::PsOLE1和35S::PsOLE1拟南芥株系的表型观察、种子含油量及脂肪酸组分测定以及TAG合成密切相关的功能基因表达量检测,从中探究PsOLE1基因及其特异启动子在山杏种子油脂累积过程中的可能作用。通过上述研究得到如下主要结果:1.成功从山杏种子中克隆得到PsOLE1基因序列全长(683 bp),含有10 bp的5’UTR、447 bp的开放阅读框和226 bp的3’UTR,可编码148个氨基酸;PsOLE1蛋白的二级和三级结构主要以α-螺旋为主;通过亚细胞定位分析,确定PsOLE1蛋白位于细胞膜。2.成功克隆出山杏种子PsOLE1启动子(2251 bp),将其命名为Pro PsOLE1;该启动子含有多种逆境响应元件(如WUN-motif、ARE、LTR等)及种子特异表达调控元件(GCN4-motif、RY-element和AACA-motif);为研究PsOLE1启动子的组织表达特性,开展表达载体Pro PsOLE1::GUS构建及遗传转化拟南芥,GUS组织化学染色及RT-PCR和qRT-PCR技术联合分析结果表明,GUS基因在种子中有相对较高的表达水平,说明克隆得到的山杏PsOLE1启动子是种子特异性启动子。3.通过分析T3代Pro PsOLE1::PsOLE1和35S::PsOLE1拟南芥株系表型后发现,与野生型植株相比,35S::PsOLE1和Pro PsOLE1::PsOLE1株系的根长和株高以及种子重量均有所增加,但Pro PsOLE1::PsOLE1植株种子重量增加较为明显。此外,与野生型相比,35S::PsOLE1和Pro PsOLE1::PsOLE1转基因种子中油脂含量分别提高了4%和8%;大部分脂肪酸组分(除C20:0外)含量均有不同程度提高,其中Pro PsOLE1::PsOLE1转基因种子中C18:1、C18:2和C18:3不饱和脂肪酸组分含量分别增加16%、26%和20%,而在35S::PsOLE1转基因种子中仅分别增加11%、19%和13%。这些结果表明,利用种子特异启动子Pro PsOLE1驱动的PsOLE1基因表达,可有效促进转基因拟南芥种子的发育和不饱和脂肪酸累积,进而提高种子含油量。4.运用qRT-PCR检测技术,比较分析35S::PsOLE1与Pro PsOLE1::PsOLE1转基因拟南芥种子中TAG合成密切相关的功能基因表达变化,结果表明,与野生型相比,在35S::PsOLE1或Pro PsOLE1::PsOLE1转基因拟南芥种子中,LPAT2、PDAT1、DGAT1及OBAP1A基因表达水平均有所上调,但Pro PsOLE1::PsOLE1转基因植株种子中各基因表达量明显高于35S::PsOLE1植株,揭示了Pro PsOLE1启动子驱动的PsOLE1基因表达,可促进TAG合成相关的关键性功能基因的表达。本研究从山杏种子油体蛋白基因PsOLE1及其启动子的克隆、遗传转化及功能鉴定等方面,探究PsOLE1及其启动子对山杏种子发育及油脂累积的可能作用机制,可为后续分子改良油料作物及林木提供科学的理论依据。
其他文献
学位
月季(Rosa chinensis)为蔷薇科(Rosaceae)蔷薇属植物,是我国十大名花之一。现代月季多为四倍体;而‘Y18’为性状优良的二倍体中国古老月季。利用二倍体月季加倍化途径进行杂交获得四倍体现代月季极为普遍,将古老二倍体月季中优良抗性基因引入现代月季基因库,在月季新品种创制中具有巨大潜力。然而加倍雄配子杂交强势机理及打破种间生殖隔离机理尚不清楚。CML25为钙调素类似蛋白(Calmod
学位
学位
学位
山杏(Prunus sibirica),又称西伯利亚杏,蔷薇科杏属落叶小乔木或灌木,在我国分布广泛,种质资源丰富,具有生长迅速和适应性强等特点。山杏种子富含油脂及优质蛋白,具有极高的经济利用价值,但由于次生代谢物苦杏仁苷含量高,极大限制了山杏种子油及其他相关产品的开发利用。多药和有毒化合物排出(Multidrug and toxic compound extrusion,MATE)蛋白是参与次生代
学位
学位
学位
一、贪心招祸相传很久以前有个姓王的老汉,家里养着一条黑狗、一只花猫和一只老鼠。因黑狗凶猛,就负责看家,花猫漂亮,便专管招待客人,灰毛鼠没其他本事,却仗着能说会道很受王老汉器重,他无论走到那里,总将
期刊