柿单宁及花青苷跨膜相关基因的克隆与表达分析

《柿单宁及花青苷跨膜相关基因的克隆与表达分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、华中农业大学硕士学位论文柿单宁及花青苷跨膜相关基因的克隆与表达分析姓名：张凡申请学位级别：硕士专业：果树学指导教师：罗正荣201206柿单宁及花青苷跨膜相关基因的克隆与表达分析摘要原花青素(单宁)与花青苷是植物体中重要的黄酮类代谢产物，虽然其前体物质都是在细胞质生成，但二者最终都形成并储存于液泡内。近年来，对于原花青素与花青苷生物合成途径中的大部分结构基因与调控基因都已得到深入研究，目前研究的热点集中在其后期转运机理的探索上。本研究以中国原产完全甜柿‘小果甜柿’(Diospyroskak／Thu

2、nb．‘Xiaoguo-tianshi’，C．PCNA)为主要试材，以日本原产完全甜柿‘前川次郎’(J．PCNA)和非完全甜柿‘磨盘柿’(non．PCNA)为对照，探讨单宁细胞发育模式以及单宁跨膜关键基因表达及其与果实脱涩的关系，同时克隆了与柿花青苷跨膜相关的关键基因并探讨其与柿果实着色的相关性，以期为完全甜柿自然脱涩机理的研究及其遗传改良提供科学依据。主要研究结果如下：1．中国原产完全甜柿(C．PCNA)单宁积累持续到果实发育晚期(武汉地区9月下旬)，并且在果实发育过程中伴有可溶性单宁向不溶性

3、单宁转化的现象。中国原产完全甜柿(C．PCNA)单宁细胞大小与日本原产完全甜柿(J．PCNA)一致，都小于30x103grn2，在形状上为长椭圆形，相比于日本原产完全甜柿(J—PCNA)的细长形更接近非完全甜柿(non．PCNA)的椭圆形。我国原产完全甜柿单宁细胞发育特点介于日本原产完全甜柿(J．PCNA)和非完全甜柿(non．PCNA)之间，且存在可溶性单宁向不溶性单宁转化的现象。2．通过同源克隆从‘小果甜柿’幼果中扩增出长1767bp包含1512bpORF的MATE基因eDNA全长序列，编码

4、503个氨基酸残基，命名为DkMATEl。该序列有MATE蛋白所特有的两个MatE结构域，并具有12个可能的跨膜区。系统进化分析显示其与原花青素转运MATE蛋白聚为一类，并发现其表达水平变化与柿单宁积累趋势一致尤其在中国原产完全甜柿中有特异高峰表达，推测DkMATEl转运柿尤其是高效转运中国原产完全甜柿独有的单宁成分。同时DkMATEl与其直接上游基因D船ⅣR具有极为相似的表达模式，DkANR催化花青素生成表儿茶素，而拟南芥AtTTl2和蒺藜首蓿MtMATEl高效转运表儿茶素3’．O．葡萄糖苷，

5、因此推测DkMATEl在柿中转运表儿茶素3'-0．葡萄糖苷。3．从‘小果甜柿’幼果中扩增出另一个MATE基因，命名为DkMATE2，系统进化分析显示其与花青苷转运MATE蛋白聚为一类，并发现随着果实的成熟，该基因表达水平在三种柿果实中都呈逐渐上升的趋势。同时在‘小果甜柿’成熟果实果皮的表达量远高于幼嫩果实的果皮，该表达模式与葡萄中花青苷转运MATE蛋白的表达极为相似。综合分析推测，DkMATE2与柿果实中花青苷的累积相关，推测DkMATE2在柿中负责转运花青苷的前体物质。关键词：完全甜柿；植物M

6、ATE基因；单宁细胞；单宁跨膜转运；花青苷跨膜转运AbstractProanthocyanidins(tannins)andanthocyaninareimportantflavonoidmetabolitesinplants．Althoughtheirprecursorsaregeneratedinthecytoplasm，theyarebothformedandstoredinthevacuole．Recentyears，mostofthestructuralgenesandregulato

7、rygenesinproanthocyanidinandanthocyaninbiosyntheticpathwayhavebeenclonedandthoroughresearched，thepresentresearchfocusintheirlatertransportingmechanism·Inthiswork，PCNAtype‘Xiaoguo-fianshi’originedinChinawasthemainmaterial·PCNAtype‘Maekawa-jirou’origin

8、edinJapanandthenon‘PCNA‘Mopanshi’wereusedascomparisons．Westudiedthedevelopmentpatternoftannincellasthefruitdevelopment．Wealsoanalyzedtheexpressionoftannintransportinggeneanditsrelationshipwithnaturelossofastringency．Besides，weclonedanthocyanintranspo