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fps基因过量表达对烟草类萜代谢的影响研究

作　者: 王冰莹
导　师: 崔红
学　校: 河南农业大学
专　业: 烟草学
关键词: fps 转基因类萜代谢基因表达化学成分基因芯片
分类号: S572
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

为了阐明外源fps基因过量表达对烟草类萜代谢的影响，2010-2011年在河南农业大学实验大棚内，以转fps的四个烟草株系（K-4、K-6、K-17、K-35）以及对照烤烟品种K326为材料，从基因表达和物质代谢不同层次，对转fps基因株系和未转基因进行了比较研究，旨在探索fps过量表达对烟草类萜代谢的影响。主要结果如下：1．类萜代谢关键酶基因表达分析表明，外源fps过量表达对萜类合成关键基因Hmgr、fps、teas有上调作用，对dxps，dxr，gpps，ggpps表达影响不大，对ipi有下调作用。对叶片类胡萝卜素合成关键基因Psy、Lycb和Zds均有上调作用。2．物质代谢中化学成份分析表明，转基因株系西柏三烯二醇，类胡萝卜素及其各组分含量在叶片发育过程中，总体上高于未转基因对照。细胞分裂素含量均低于对照。3．芯片杂交结果显示，利用基因芯片技术共检测到31182个基因,差异表达的基因有2359个,上调基因1413个,下调基因948个,其中上调基因中有192个是已知基因，下调中有137个已知基因。其中，59个与氨基酸代谢相关，39个与碳代谢相关，32个与次生代谢相关，25个和生长激素相关，12个基因与萜类代谢相关，5个与抗性相关。fps基因的过量表达对靶标途径—类萜代谢途径有影响外，同时还影响到了其他的非靶途径，对糖和脂肪的代谢、植物防卫都有一定的影响。

全文目录

致谢  4-7
Abstract  7-8
摘要  8-9
1.文献综述  9-24
  1.1 植物类萜代谢  9-12
    1.1.1 植物类萜化合物  9-10
    1.1.2 萜类化合物的生合成途径  10-11
    1.1.3 IPP 的生物合成  11-12
  1.2 烟草中的类萜代谢  12-21
    1.2.1 烟草类萜化合物及其对烟叶品质的影响  12-16
      1.2.1.1 单萜  12
      1.2.1.2 倍半萜  12-13
      1.2.1.3 二萜  13-14
      1.2.1.4 四萜  14-15
      1.2.1.5 细胞分裂素  15-16
    1.2.2 类萜代谢工程途径调控  16-21
      1.2.2.1 类萜代谢重要酶类  17-20
      1.2.2.2 FPS  20-21
  1.3 外源基因表达对植物基因表达谱的影响  21-24
    1.3.1 基因芯片的原理和类型  21
    1.3.2 表达谱基因芯片的原理和过程  21-22
    1.3.3 表达谱芯片在烟草功能基因组学研究中的应用  22
    1.3.4 展望  22-24
2.引言  24-25
3.实验材料和方法  25-31
  3.1 总 RNA 的提取以及关键基因的半定量 RT-PCR  25-27
    3.1.1 实验材料与实验设计  25
    3.1.2 方法  25-27
  3.2 叶面分泌物的提取  27-28
  3.3 色素的测定  28
  3.4 内源激素的测定  28
  3.5 芯片杂交  28-31
    3.5.1 实验材料与方法  28-29
    3.5.2 差异基因筛选和注释  29
    3.5.3 基因芯片 RT-PCR 验证  29-31
4.结果分析  31-44
  4.1 FPS 基因过量表达对烟叶类萜代谢的影响  31-39
    4.1.1 外源 FPS 基因在转基因烟草中的表达  31
    4.1.2 FPS 转基因烟草中类萜代谢关键酶基因的表达分析  31-33
    4.1.3 叶面分泌物  33-35
      4.1.3.1 叶面分泌物主要的物质成分（双萜）  33-34
      4.1.3.2 不同株系中西柏三烯二醇的含量  34-35
    4.1.4 四萜化合物  35-38
      4.1.4.1 叶黄素  35
      4.1.4.2 Β-胡萝卜素  35-36
      4.1.4.3 新黄质  36-37
      4.1.4.4 紫黄质  37
      4.1.4.5 总类胡萝卜素  37-38
    4.1.5 FPS 过量表达对烟草内源激素含量的影响  38-39
      4.1.5.1 不同株系叶片中 ZR(玉米素)含量的变化  38
      4.1.5.2 不同株系叶片 IPA(异戊烯基腺苷)含量的变化  38-39
  4.2 FPS 转基因株系基因表达谱比较研究  39-44
    4.2.1 基因差异表达谱  39-41
    4.2.2 差异基因 RT-PCR 验证  41-42
    4.2.3 差异基因功能分析  42-44
      4.2.3.1 FPS 过量表达对植物激素的影响  42
      4.2.3.2 FPS 过量表达对脂类代谢和糖代谢的影响  42-43
      4.2.3.3 FPS 过量表达对植物防卫反应的影响  43-44
5 结论与讨论  44-47
  5.1 FPS 过量表达对靶标途径——类萜代谢途径的的影响  44-45
  5.2 FPS 过量表达对非靶标途径基因表达的影响  45
  5.3 FPS 转基因烟草应用前景展望  45-47
参考文献  47-54

fps基因过量表达对烟草类萜代谢的影响研究

内容摘要

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