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基因组学与应用生物学 2023年第3期42卷 308-317页

作者：高园宫树森解元李佳莹杨自云陈龙清吴田西南林业大学园林园艺学院云南省功能性花卉资源及产业化技术工程研究中心昆明650224

为研究1-氨基环丙烷-1-羧酸氧化酶(1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid oxidase,aco)基因在茶梅(Camellia sasanqua)花朵衰老过程中的功能,本研究在考察不同品种茶梅单花花期和aco总酶活、aco基因表达相关性的基础上,通过简并引物结... 详细信息

为研究1-氨基环丙烷-1-羧酸氧化酶(1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid oxidase,aco)基因在茶梅(Camellia sasanqua)花朵衰老过程中的功能,本研究在考察不同品种茶梅单花花期和aco总酶活、aco基因表达相关性的基础上,通过简并引物结合RACE法从茶梅‘小玫瑰’中克隆aco基因,并进行生物信息学分析、实时定量PCR表达分析和不同花期aco总酶活测定分析。结果表明,不同品种茶梅单花花期不同,且与aco总酶活、aco基因表达量显著相关,即茶梅单花花期越长,aco酶活就越低,aco基因表达量也越低。茶梅aco基因cDNA全长1316 bp,其开放阅读框为963 bp,编码320个氨基酸。系统进化树表明,茶梅aco与茶树(Camellia sinensis)aco聚为一支。实时定量PCR分析表明,随着‘小玫瑰’花朵的开放,aco基因的表达量逐渐升高,在花朵衰败期达最高值。不同花期‘小玫瑰’的aco总酶活变化、乙烯释放量与茶梅aco基因表达量变化趋势基本一致。因此,茶梅aco基因可能是控制茶梅花期的相关基因之一。本研究为深入解析aco基因参与茶梅花期调控机制奠定了基础。

关键词：茶梅单花花期 aco酶活基因克隆表达分析

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巴西橡胶树乙烯合成关键酶aco家族基因的功能研究

巴西橡胶树乙烯合成关键酶ACO家族基因的功能研究

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作者：王艺玮海南大学

学位级别：硕士

天然橡胶是重要的工业原材料,已有研究表明乙烯能促进橡胶树乳管产胶和排胶,在树皮上施用乙烯利可显著提高胶乳产量。在课题组前期的研究中,获得橡胶树基因组和转录组数据,预测了16个Hbaco基因家族成员。基于这些数据我们对Hbacos基因... 详细信息

天然橡胶是重要的工业原材料,已有研究表明乙烯能促进橡胶树乳管产胶和排胶,在树皮上施用乙烯利可显著提高胶乳产量。在课题组前期的研究中,获得橡胶树基因组和转录组数据,预测了16个Hbaco基因家族成员。基于这些数据我们对Hbacos基因展开功能的相关研究,得到以下结果:1.通过生物信息学分析筛选出8个Hbacos基因并成功克隆,分别为Hbaco1、Hbaco2、Hbaco3、Hbaco5、Hbaco7、Hbaco10和Hbaco11。这8个基因均具有aco酶特有的2OG-Fe II＿Oxy和DIOX＿N结构域。2.研究了Hbacos基因在不同组织以及乙烯利刺激下的表达模式,结合转录组数据和q RT-PCR数据,筛选出在树皮中高表达的Hbaco基因,分别是Hbaco2、Hbaco3、Hbaco7和Hbaco10。3.在2019年和2020年割胶期内进行全年不同月份的树皮和胶乳样品采集,进行胶乳、树皮的生理参数测定,提取了不同月份的树皮RNA,并对高表达基因进行割胶季节的不同月份间的表达模式变化分析。4.对橡胶树胶乳和树皮不同月份生理参数之间进行相关性分析,结果表明树皮乙烯释放量与胶乳产量呈负相关。5.对橡胶树胶乳和树皮不同月份生理参数与Hbacos基因表达量之间进行相关性分析,结果表明Hbaco2、Hbaco3和Hbaco7的表达量与树皮乙烯释放量为负相关,Hbaco10的表达量与树皮乙烯释放量为正相关。6.成功构建了Hbaco2、Hbaco7和Hbaco10基因的原核表达载体,实现了其在大肠杆菌BL21中的诱导表达。纯化后的Hbaco2、Hbaco7和Hbaco10重组蛋白具有明显的aco酶催化活性,成功地催化了乙烯的体外合成,并且Hbaco10融合蛋白酶活性是Hbaco2和Hbaco7融合蛋白酶活性的九倍左右。本研究筛选出树皮中高表达的Hbacos基因,构建原核表达载体并成功纯化出具有aco酶活性的重组蛋白。研究了Hbacos基因功能及其在乙烯生物合成途径中的调控机理,对深入了解乙烯对植物的生理效应及调控机理,乙烯对外界刺激反应的分子机理有着重要的指导意义。研究结果为了解乙烯刺激橡胶树产胶的分子机制,揭示不同橡胶树品种产胶效果的差异与基因表达的相关性奠定了良好的基础,为乙烯刺激机制研究提供了新思路,既具有重要的理论意义也具有潜在的应用价值。

关键词：橡胶树树皮乙烯生物合成表达特性 aco酶活

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葡萄1-氨基环丙烷-1-羧酸氧化酶（aco）基因的表达特性及在番茄中过量表达的研究

葡萄1-氨基环丙烷-1-羧酸氧化酶（ACO）基因的表达特性及在番茄中...

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作者：蔡涛南京农业大学

学位级别：硕士

乙烯是重要的植物内源激素,调控着植物许多生命进程。aco基因是乙烯生物合成过程的关键基因,调控1-氨基环丙烷-1-羧酸氧化酶(ACC氧化酶)的合成。本研究的目的就在前人研究的基础上,根据葡萄(Vitis vinifera)中aco家族基因的的表达特性,... 详细信息

乙烯是重要的植物内源激素,调控着植物许多生命进程。aco基因是乙烯生物合成过程的关键基因,调控1-氨基环丙烷-1-羧酸氧化酶(ACC氧化酶)的合成。本研究的目的就在前人研究的基础上,根据葡萄(Vitis vinifera)中aco家族基因的的表达特性,利用农杆菌介导法将3个Vvaco基因转入到Moneymaker番茄(Solanum lycopersicum)中,通过观察转基因番茄的生长状况以及测定转基因番茄的生理指标,探讨葡萄aco家族基因的过量表达对番茄的影响,来预测葡萄aco基因的初步功能。本文主要研究结果如下：1.本研究利用实时荧光定量PCR分析了aco基因在葡萄不同组织部位中的表达情况,以及3个aco基因响应乙烯诱导后的表达水平。结果表明,Vvaco1基因在葡萄幼茎中的表达量最高,其次为叶片,在老叶柄中最低。Vvaco2基因在果柄和果实中表达量最高,叶片次之,在幼茎中表达量最低。Vvaco3基因在幼茎中表达量最高,在生长点中最低。乙烯诱导处理的结果显示,Vvaco1和Vvaco2基因在乙烯处理后的72h内,表达量总体呈上升趋势,其中Vvaco2基因的表达量变化幅度较小;Vvaco3基因受乙烯胁迫后,表达量上升较为明显,处理8h后的最大表达量为对照的25倍。2.以Moneymaker番茄子叶为外植体,优化了番茄的遗传转化体系,并采用农杆菌介导法将Vvaco家族基因的3个基因Vvaco1, Vvaco2,Vvaco3导入到番茄基因中。结果表明,农杆菌菌液OD600=0.5时转化效果最好,侵染时间以15min为最佳,期间需要摇晃菌液几次。侵染前将外植体黑暗预培养两天,最佳分化激素为ZT2mg/L,随着再生芽健壮后转为ZT1mg/L的培养基中;最佳生根激素为IBA0.5mg/L,适宜的抑菌抗生素为Timentin200mg/L。3.利用PCR和RT-PCR方法对番茄抗性组培苗进行检测,结果显示分别获得转Vvaco1基因3个番茄株系,转Vvaco2基因4个番茄株系,转Vvaco3基因6个番茄株系。分别对转Vvaco1基因、Vvaco3基因的番茄叶片和绿熟期的果实,转Vvaco2基因的叶片的aco酶活和乙烯释放速率进行测定,结果表明,所有转基因番茄植株叶片和果实的aco酶活和乙烯释放速率均比对照有所提高,其中以转化Vvaco1基因株系的aco酶活和乙烯释放速率最高,转化Vvaco3基因株系的表达处于中间水平,以转化Vvaco2基因株系的aco酶活和乙烯释放速率最低,比对照略有升高。转Vvaco2基因番茄植株在生长初期呈明显矮化现象,后期生长正常,但不能正常坐果。

关键词：葡萄番茄 ACD基因遗传转化乙烯 aco酶活乙烯释放速率

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