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原壳小球藻番茄红素ε环化酶基因的克隆和分析

作　者: 李婷
导　师: 史贤明
学　校: 上海交通大学
专　业: 食品科学
关键词: 原壳小球藻 叶黄素 番茄红素环化酶 cDNA末端快速扩增 Taqman荧光定量PCR
分类号: Q943.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


叶黄素(lutein)是含氧类胡萝卜素,即类叶黄素(xanthophylls)中的一种,是一种性能优异的抗氧化剂。由于富含叶黄素,小球藻(Chlorella)作为一种极具潜力的叶黄素源而备受关注。与其它叶黄素源相比,小球藻具有生长迅速、可进行异养培养、含游离叶黄素等优势。目前关于小球藻叶黄素的研究中,主要采用培养条件的优化来提高叶黄素产量,少见采用代谢途径改造的办法来实现这一目标。本论文把叶黄素代谢过程中关键分支点编码番茄红素ε环化酶(lycopene epsilon cyclase)的LCYE基因作为研究的对象,通过对原壳小球藻(Chlorella protothecoides CS-41)LCYE基因的克隆和特征分析,为进一步揭示番茄红素ε环化酶的特性和叶黄素合成的分子代谢机制奠定基础。研究工作主要从以下几个方面开展:1、通过cDNA末端快速扩增(RACE)和RT-PCR对C. protothecoides CS-41核基因组上的LCYE基因进行扩增,得到2107 bp的cDNA序列(GenBank登录号:FJ752528),序列分析显示,其开放阅读框(Open reading frame, ORF)的长度为1731 bp,编码576个氨基酸。2、通过LCYE基因对应的氨基酸序列的生物信息学分析,发现它与高等植物和其它藻类的LCYE有相似性,相似性最高的是莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii XM001696477.1),达到67%,其中,第48～459个氨基酸残基为一个典型的番茄红素环化酶蛋白(Lycopene cyclase protein)结构域(pfam05834),第261～284个氨基酸残基为一个典型的环化酶保守的模体,还发现其具有环化酶所特有的保守功能结构域,包括N端的双核苷酸结合位点、以及预测跨膜区域等。同时,进化树分析结果表明,藻类群中小球藻和衣藻的亲缘关系比较近。3、采用Taqman荧光定量PCR和高效液相色谱法(HPLC)的分别对不同培养条件下原壳小球藻的LCYE基因的表达水平和叶黄素产量进行定量分析。实验结果显示,在不同的培养条件下,LCYE基因的表达水平和叶黄素产量有一定的相关性。

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中图分类: > 生物科学 > 植物学 > 植物细胞遗传学 > 植物基因工程
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