检索结果-南通市图书馆

作者：丁洪霞烟台大学

学位级别：硕士

藜麦(Chenopodium Quinoa Willd,2n=4x=36)是一年生藜属双子叶自花授粉植物,其籽粒全蛋白含量丰富、不含麸质蛋白、升血糖指数低,是唯一一种单体可满足人体基本营养需要的植物,植株对盐碱土壤和多种恶劣的环境具有较好的适应性而得到关... 详细信息

藜麦(Chenopodium Quinoa Willd,2n=4x=36)是一年生藜属双子叶自花授粉植物,其籽粒全蛋白含量丰富、不含麸质蛋白、升血糖指数低,是唯一一种单体可满足人体基本营养需要的植物,植株对盐碱土壤和多种恶劣的环境具有较好的适应性而得到关注,它适应性强在恶劣的环境下也能生存,目前我国多地已经开展藜麦的引种栽培。藜麦由于可以合成甜菜素,其植株的茎叶颜色丰富,籽粒也有多种颜色。甜菜素是一种天然色素,是由酪氨酸衍生的色素,包括甜菜黄素和甜菜红素,多存在于石竹目的植物中,同花青素类似,甜菜素是一种对植物的植株、种子颜色和植物生长、发育代谢等许多生理过程起着重要的作用的色素。许多研究认为自然界中甜菜素与花青素不能共存,产生甜菜素的植物不能产生花青素。为了探究藜麦色素和花青素与甜菜素不能共存的奥秘,本研究对藜麦花青素和甜菜素合成途径中编码酶的基因进行生物信息学分析,利用q RT-PCR对藜麦花序中的花青素和甜菜素合成相关基因ANS、DRF、F3H、C4H、4CL、CHI、CHS、CYP76AD1/6、c DOPA5GT的表达模式进行验证;对藜麦叶片和花序中的色素成分进行了提取、鉴定。实验中利用生物信息学对藜麦DODA基因家族其编码蛋白质的理化性质、系统发育进化数、基因结构、蛋白Motif结构域、基因共线性、启动子顺式作用元件、基因表达模式进行了系统分析,并重点分析了cqdoda分支1中的基因其在生长发育时期各组织中和花序发育时期的花序中的相对表达量和表达模式。用不同浓度的PEG处理模拟干旱胁迫和不同浓度的Me JA处理生长20天的藜麦,分析其叶片中cqdoda分支1中的表达量。最后利用基因编辑技术构建p SCZ 3过表达载体,并利用拟南芥进行转化实验验证cqdoda10基因功能和cqdoda10启动子区顺式作用元件功能。本研究的主要结果如下:(1)藜麦和其它合成甜菜素的物种一样,存在甜菜素但未检测到花青素,但是生信分析和基因表达分析表明:藜麦中编码花青素合成途径酶的基因有相对表达量,花青素合成途径中由ANS和DFR在正常生长的绿色藜麦植株中表达量极低,而在红色的藜麦植株中却较高,这说明CqANS和CqDFR在藜麦的色素合成中起一定的作用。但高表达Cq ANS和CqDFR的红色藜麦中并未分离到常见的几类花青素,藜麦中Cq ANS和CqDFR的功能、它们是否能催化形成别的产物辅助藜麦色素沉着这有待深入研究。(2)在藜麦中鉴定出18个DODA基因家族成员,cqdoda蛋白多为酸性蛋白且亲水。根据DODA蛋白系统发育预测分析表明,DODA基因家族中分支Ⅰ在藜麦甜菜素合成中起重要作用,分支Ⅱ中的cqdoda不具有催化L-DOPA生成甜菜酸的功能。cqdoda的分支Ⅰ蛋白具有保守性,且多为不稳定蛋白。(3)对cqdoda基因家族分支1中基因成员的表达模式进行验证,cqdoda2、cqdoda4和cqdoda15蛋白在藜麦组织的色素沉着中起一定的作用,cqdoda2可能参与根中cqdoda蛋白的合成,cqdoda4可能在叶柄和根中编码蛋白,而cqdoda10和cqdoda15在藜麦花序的色素沉着中起主要作用。藜麦在适度的干旱胁迫下部分cqdoda基因表达有所提高,推测轻微的干旱胁迫可以促进藜麦产生甜菜素。藜麦叶片中cqdoda基因的表达随着Me JA的处理浓度升高呈现出先降低再升高再降低的趋势。(4)根据构建p SCZ 3::EGFP上游启动区-1998和-999表达载体,并分析转基因基因拟南芥实验可知,cqdoda10基因可对ABA、Me JA、GA等激素和低温响应,其启动子区的元件在调节藜麦色素中起一定的作用。

关键词：藜麦 cqdoda基因家族甜菜素花青素

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藜麦4,5-多巴双氧化酶基因(cqdoda)家族的全基因组鉴定与分析

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烟台大学学报（自然科学与工程版） 2023年第3期36卷 277-284页

作者：丁洪霞杨博陈方军彭悦郭善利陈世华烟台大学生命科学学院山东烟台264006

基于藜麦高质量基因组数据,鉴定了18个cqdoda基因家族成员,并对其进行了系统分析。结果表明:大多数cqdoda蛋白理化性质差异较小;根据cqdoda基因的亲缘关系可分为三支,分支1中的8个cqdoda基因在甜菜素合成中具有重要的作用;分支1的CqDOD... 详细信息

基于藜麦高质量基因组数据,鉴定了18个cqdoda基因家族成员,并对其进行了系统分析。结果表明:大多数cqdoda蛋白理化性质差异较小;根据cqdoda基因的亲缘关系可分为三支,分支1中的8个cqdoda基因在甜菜素合成中具有重要的作用;分支1的cqdoda基因结构差异较小,并且蛋白高度保守;cqdoda基因在逆境胁迫或者激素处理下可能存在响应。本研究结果可为深入研究cqdoda基因在藜麦甜菜素合成中的作用提供理论依据。

关键词：藜麦 4,5-多巴双氧化酶 cqdoda基因家族

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