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山西农业科学 2023年第4期51卷 347-355页

作者：石源睿董海涛常璐吕运韬贾小云张红梅唐锐敏山西农业大学生命科学学院山西太谷030801

八氢番茄红素脱氢酶(Phytoene desaturase)和ζ-胡萝卜素脱氢酶(ζ-Carotene desaturase)是类胡萝卜素合成通路上的关键限速酶,影响植物体内类胡萝卜素的合成。为解析PDS和ZDS在马铃薯类胡萝卜素合成途径中的作用,为马铃薯类胡萝卜素合... 详细信息

八氢番茄红素脱氢酶(Phytoene desaturase)和ζ-胡萝卜素脱氢酶(ζ-Carotene desaturase)是类胡萝卜素合成通路上的关键限速酶,影响植物体内类胡萝卜素的合成。为解析PDS和ZDS在马铃薯类胡萝卜素合成途径中的作用,为马铃薯类胡萝卜素合成的分子调控机理解析和新品种创制奠定基础,研究从黄心马铃薯晋薯16号品种中克隆PDS和ZDS基因,利用生物信息学工具对这2个基因及其所编码的蛋白序列进行分析,并对二者在不同组织内的表达模式进行定量检测。结果表明,克隆得到PDS和ZDS基因长度分别为1 752、1 767 bp,分别编码583、588个氨基酸;StPDS的分子质量为64.97 ku,理论等电点为6.41;StZDS的分子质量为64.73 ku,理论等电点8.51;PDS和ZDS均属于亲水性非跨膜蛋白。系统进化树分析表明,马铃薯晋薯16号的PDS和ZDS分别与番茄PDS和ZDS的同源性最高。通过测定3个不同马铃薯品种晋薯16号、红玫瑰2号和希森8号叶片和薯块中的类胡萝卜素含量,发现在同一组织中,红玫瑰2号的类胡萝卜素含量显著高于希森8号和晋薯16号,这一结果说明,StPDS和StZDS基因可能正向调控马铃薯块茎类胡萝卜素的积累;在同一品种中,类胡萝卜素含量较少的叶片中StPDS和StZDS基因表达量却远远高于块茎中基因的表达量,推测这2个基因可能参与叶片的光合作用。

关键词：八氢番茄红素脱氢酶 ζ-胡萝卜素脱氢酶类胡萝卜素马铃薯基因表达

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黄芹品质代谢相关基因的表达及功能初步验证

黄芹品质代谢相关基因的表达及功能初步验证

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作者：丁旭南京农业大学

学位级别：硕士

芹菜(Apium graveolens L.)属于伞形科一二年生草本植物,是日常饮食中最常见的叶菜类蔬菜作物之一,具有浓郁的香味,茎干脆嫩,适应性强,产量高,经济效益好,其叶片和叶柄均可被食用。抗坏血酸在真核生物的代谢反应中具有重要作用,是最丰... 详细信息

芹菜(Apium graveolens L.)属于伞形科一二年生草本植物,是日常饮食中最常见的叶菜类蔬菜作物之一,具有浓郁的香味,茎干脆嫩,适应性强,产量高,经济效益好,其叶片和叶柄均可被食用。抗坏血酸在真核生物的代谢反应中具有重要作用,是最丰富的抗氧化剂之一,影响植物的防御能力和激素水平,能清除活性氧并应对大多数的外部压力。木质素活跃在植物的次生细胞壁中,植物组织的木质化会降低蔬菜的食用口感。类胡萝卜素是由植物中丰富的天然色素所构成,是决定果蔬营养品质的重要指标。关于抗坏血酸、木质素和类胡萝卜素的研究已在较多植物中得到报道,在部分芹菜品种中也有相关研究,在黄芹中未被研究。本文以三种黄芹‘金黄芹菜’、‘六合黄心芹’、‘黄太极’为研究对象,测定抗坏血酸、木质素和类胡萝卜素的含量,并对其合成途径相关基因表达的水平进行分析,以期为黄芹品质形成及其分子机理提供一定的基础。本文的主要结果如下:1.通过UPLC测定三种黄芹的抗坏血酸含量。结果显示,‘金黄芹菜’、‘六合黄心芹’、‘黄太极’中抗坏血酸含量分别是489.57,539.00和542.43μg/g,品种之间没有显著差异。通过荧光定量PCR检测抗坏血酸合成途径中17个基因的相对表达水平。参与抗坏血酸循环途径的AgAO(r=-0.032)和AgDHAR1(r=-0.193)的表达水平和抗坏血酸含量呈负相关。2.用巯基乙酸法测定三种黄芹的木质素含量,通过荧光定量PCR测定木质素合成相关10个基因的相对表达水平。结果表明:叶片中木质素含量较低,叶柄中含量较高。叶片中木质素含量范围为12～22 mg/g,叶柄中木质素含量范围为18～30 mg/g,且在不同黄芹品种中存在显著差异。AgCCoAOMT(r=0.692)和AgF5H(r=0.733)基因表达水平和木质素含量呈正相关,而AgCAD(r=-0.694)和AgC3'H(r=-0.722)的表达水平与木质素含量呈负相关。参与木质素合成的关键基因Ag4CL的表达水平与木质素含量正相关。3.通过UPLC测定三种黄芹不同生长阶段的类胡萝卜素含量,与其它两个品种相比,播种65 d和85 d后‘黄太极’叶黄素和β-胡萝卜素含量最高,‘六合黄心芹’在播种105 d后叶黄素和β-胡萝卜素含量最高。AgLCYB和AgPSY2基因表达水平与叶黄素和β-胡萝卜素含量显著正相关。AgZDS基因表达水平和类胡萝卜素含量正相关,且起关键调控作用。4.通过农杆菌侵染法获得转芹菜Ag4CL基因的拟南芥株系,检测结果显示3个转基因株系的木质素含量均有提高,且木质素合成途径大多基因的表达水平均有增加。获得转AgZDS基因的拟南芥株系和芹菜株系,各株系叶黄素和β-胡萝卜素含量均有增高,转基因拟南芥各株系抗氧化相关基因AtCAT1和AtSOD1表达量升高,转基因芹菜各株系光合作用增强。另外,PDS、CRTISO、ZISO等番茄红素上游通路基因表达量升高,上游通路代谢的加快促进了下游通路生物量的合成。

关键词：黄芹抗坏血酸木质素类胡萝卜素 4-香豆酸CoA连接酶 ζ-胡萝卜素脱氢酶

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漳州水仙ZDS基因cDNA克隆及其表达分析

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亚热带植物科学 2013年第2期42卷 97-103页

作者：钟娴江琳玉潘东明潘腾飞卞阿娜福建农林大学园艺产品贮藏保鲜研究所福建福州350002 福建农林大学园艺学院福建福州350002 龙岩市园林管理局福建龙岩364000 漳州师范学院生物科学与技术系福建漳州363000

采用RACE技术从漳州水仙‘金盏银台’Narcissus tazetta ***花器官总RNA中克隆ZDS的cDNA序列,用相关软件进行序列分析,并利用实时荧光定量技术检测ZDS基因在各水仙品种不同花器官的表达。序列分析表明,ZDS基因cDNA全长2189 bp,其中包含6... 详细信息

采用RACE技术从漳州水仙‘金盏银台’Narcissus tazetta ***花器官总RNA中克隆ZDS的cDNA序列,用相关软件进行序列分析,并利用实时荧光定量技术检测ZDS基因在各水仙品种不同花器官的表达。序列分析表明,ZDS基因cDNA全长2189 bp,其中包含69 bp 5'非编码区,395 bp 3'非编码区,1725 bp编码区(编码574个氨基酸,分子量约63.6 kDa),命名为Ntzds(GenBank登录号:EU573238),其编码的氨基酸序列(ACB87206.1)与喇叭水仙(CAA12062.1)、葡萄(XP_002277348.21)和温州蜜柑(ABC33728.1)ZDS基因编码产物的相似性分别为97%、85%和83%。实时荧光定量PCR分析表明,Ntzds基因在漳州水仙‘金盏银台’、‘Minnow’、‘Fortissimo’中均有表达,且同一品种中副冠的表达量高于花瓣;随着花色的加深,其转录水平也逐渐趋高。

关键词：漳州水仙'金盏银台’ ζ-胡萝卜素脱氢酶基因克隆基因表达

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