鸡爪槭叶花色素苷合成关键基因的克隆及序列分析

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1、河北农业大学硕士学位论文鸡爪槭叶花色素苷合成关键基因的克隆及序列分析姓名：安龙杰申请学位级别：硕士专业：园林植物与观赏园艺指导教师：史宝胜20120527摘要㈣㈣㈣㈥圳Y214311鸡爪槭(Acerpalmatum‘。Bloodgood’)是槭树科(Aceraceae)槭树属(Acer)的多年生木本植物，具有丰富多彩的独特叶色，是一种重要的观叶植物，在园林绿化中广泛应用，备受关注。目前人们对血红鸡爪槭叶色形成的分子机理的研究相当缺乏，未见其叶色形成相关基因的克隆和序列分析的相关报道。这极大的限制了以血红鸡爪槭为代表的彩叶植物的分子育种和叶色基因工程的开展。花色素苷对彩叶植物叶色多彩的形

2、成起主要作用，本研究从血红鸡爪槭叶片中克隆了花色素苷生物合成的几个关键基因，并对基因序列进行分析，以便探讨对血红鸡爪槭叶片花色素苷生物合成途径的分子调控机理，主要结果如下：1．采用柱式植物RNAout法、TRIZOL法和改良CTAB法三种提取方法对红枫叶片总RNA提取效果进行比较分析，以获得高质量的鸡爪槭叶片总RNA，结果表明：改良CTAB法更适于鸡爪槭叶片总RNA提取。2．采用RT-PCR和RACE—PCR的方法，成功获得了调控花色素苷表达的转录因子WD40基因，该基因全长1104bp，编码337个氨基酸，氨基酸C端含有4个WD重复基序。在NCBI中BLAST，发现获得的核苷酸序列和

3、推导的氨基酸序列与其他物种的结构基因有较高的同源性，并且推断该基因为血红鸡爪槭的WD40转录因子。该基因已在Genbank中注册，注册号为JQ796698。3．采用RT-PCR方法，成功分离到CHS基因，该基因全长1466bp，编码438个氨基酸，NCBI中BLAST发现，所获得的核苷酸序列和推导的氨基酸序列与其他物种的结构基因CHS有较高的同源性，并且与毛果槭有相同的必须活性位点，推断该基因为血红鸡爪槭的CHS结构基因。该基因已在Genbank上注册，注册号为JQ796699。4．以基因组DNA为模版，克隆了F3H基因，该基因长度为2237bp，含有2个内含子，编码285个氨基酸，并

4、且包含五个2-ODD蛋白的保守基序。NCBI中进行BLAST，所获得的核苷酸序列和推导的氨基酸序列与其他物种的结构基因F3H有较高的同源性，从而推断该基因为血红鸡爪槭的F3H结构基因，Genbank上的注册号为JX070083。5．．以基因组DNA为模版，克隆得到ANS基因片段，该基因长度为448bp。关键词：血红鸡爪槭；总RNA；RT-PCR；基因克隆；序列分析CloningandSequenceAnalysisfortheKeyGenesinAnthocyaninBiosynthesisPathwayofAcerpalmatumAuthor：LongjieAnSupervisor：

5、ShiBaoshengMajor：LandscapePlantandOrnamentalHorticultureAbstractAcerpalmatum，oneofperennialherbsofthegenusAceraceae，isonekindofimportantandfamousfoliageplantwithmulticolorleaves，whichhasanextensiveapplicationandattention．However，themolecularmechanismofcoloremerginginvolved·leafplantarepoorlyunde

6、rstood．Furthermore，thecloningandexpressionofgenesinvolvedincolorationofleafinAcerpalmatumarenotreporteduptonow．Thelimitedunderstandingaboutthemechanismofcoloremergingincolored—leafdelayedthedevelopmentofmolecularbreedingandleafcolorengeneeringoffoliageplantwithAcerpalmatumrepresentative．Becausea

7、nthocyaninsplayakeyroleinformingcolorfulleaf,inthisdissertation，fourkeyenzymegenesinthispathwayhasbeenclonedbyusingbioinformaticmethodandRT-PCR．Wegotthemainresultslistedbelow：1．ClumnplantRNAout，TRIzolreagentmethodandimproved