吉林人参osc基因家族系统演化、功能分化及表达活动分析

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1、分类号：Q81单位代码：10193密级：公开学号：2012196硕士学位论文吉林人参OSC基因家族系统演化、功能分化及表达活动分析Origin,Evolution,FunctionalDiversitificationandExpressionoftheOSCGeneFamilyinJilinGinseng(PanaxginsengC.A.Mayer)作者姓名：焉雅涛学位类别：理学硕士专业名称：生物化学与分子生物学研究方向：功能基因组学指导教师：张美萍教授所在学院：生命科学学院二〇一五年五月独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下，独立进行研究所取得的成果。

2、尽我所知，除文中特别加以标注和致谢所列内容外，论文中不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得吉林农业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本学位论文所有内容若有不实之处，本人愿意承担一切相关法律责任和后果。学位论文作者签名：签字日期：年月日关于学位论文使用授权的声明1、本人完全了解吉林农业大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间所完成的论文及相关成果的知识产权属吉林农业大学所有，并同意将本论文的版权授权给吉林农业大学，学校有权保留送交论文的复印件和

3、磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。2、本人（同意/不同意，务必打印后填写）吉林农业大学将本论文版权授权给不同媒体进行电子出版、多媒体出版、网络出版以及其他形式出版（涉密学位论文解密后应遵守此协议）。3、本人声明毕业后若发表在攻读研究生学位期间完成的论文及相关的学术成果，必须以吉林农业大学作为第一署名单位。学位论文作者签名：签字日期：年月日指导教师签名：签字日期：年月日摘要氧化鲨烯环化酶OSC（Oxidosqualenecyclase）基因家族因其编码的酶作用于2,3-氧化鲨烯环化生成甾醇和三萜类前体物质，而在三萜类物质和甾醇生物

4、合成中起着重要作用。人参的主要药用成分─人参皂苷则是三萜类物质。因此，OSC基因家族的研究对人参皂苷生物合成的研究具有重要意义。然而，目前在人参中只分离出了OSC基因家族部分成员，不能满足人参OSC基因研发和利用的需要。本研究从吉林人参248,992Unigenes数据库中进一步分离出了OSCUnigenes，并对其结构、起源、进化、功能分化和表达活动规律等方面进行了系统的研究。1.本研究从吉林人参248,992Unigenes数据库中又分离得到了45个新的OSC基因，与GenBank中已有的23个人参OSC基因一起构成了吉林人参68个OSC基因家族。这68个吉林人参OSC基

5、因中有61个得到了功能注释，分别注释到了β-香树素合成酶（beta-AmyrinSynthase,β-AS），环阿屯醇合成酶（CycloartenolSynthase,CAS）和达玛烷二醇合成酶（DammarenediolSynthase,DS）上。2.本研究对吉林人参OSC基因家族基因编码的蛋白质序列进行了分析，发现OSC基因家族各成员氨基酸序列均含有超家族保守区ISOPREN_C2_likesuperfamily，具有MWCYCR（Motif1），QXXXXXW（Motif2），WVEDPN（Motif3）和DCTAE（Motif4）4个保守Motifs。3.系统进化分析

6、表明，吉林人参OSC基因家族是一个较为古老的基因家族，其大部分成员是随着五加科，特别是人参属的起源和分化而起源的。4.本研究发现人参OSC基因家族各成员在功能上已发生了较大的分化，参加高达24个不同生物过程或功能。代谢途径定位揭示吉林人参OSC基因家族中有19个基因参加甾醇生物合成（Steroidbiosynthesis）。5.吉林人参OSC基因家族不同基因成员或同一基因成员在植物生长发育不同时空中表达活性差异极大，但其表达活性相互关联，形成一个互作网络。这个互作网络在很大程度上受到人参遗传变异的影响。这些研究结果不仅首次揭示了植物基因家族基因功能分化和表达活动规律及生物学意

7、义，而且为人参OSC基因研究、开发和利用提供了基因资源和理论基础。I关键词：吉林人参；氧化鲨烯环化酶（OSC）；基因家族；起源与演化；基因功能分化；基因表达活动规律IIAbstractTheoxidosqualenecyclase(OSC)genefamilyisasuper-genefamilythatencodesoxidosqualenecyclasecatalyzing2,3-oxidosqualeneintosterolandprecursorsoftriterpene.Therefore,t