生物科学论文--开题报告

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1、浙江师范大学本科毕业设计(论文)开题报告1学院化学与生命科学学院专业生物科学学生姓名付文佳学号05260204指导教师杨莉职称副教授合作导师职称论文题目肉蜜柚突变体及其亲本琯溪蜜柚PSY基因的分离一、选题背景和意义类异戊二烯是自然界中分布广泛的一类化合物，目前已知的类异戊二烯化合物有23,000多种。类胡萝卜素是其中较为重要的植物色素，不仅参与光合作用和光保护，还赋予根、叶、花和果实等多彩的颜色，使之具有较大的经济价值和观赏价值。除此之外，类胡萝卜素中一些代谢中间产物还具有较高的营养和保健价值，如番茄红素能预防心脏病和多种癌症、减缓动脉粥样硬化、保护心血管

2、、抗老化、保护皮肤等；b-胡萝卜素是维生素A原，维生素A缺乏会引起夜盲症等多种疾病的发生。1998年福建省科学院果树所研究人员在平和县小溪镇琯溪蜜柚园中发现果实汁胞呈红色的芽变单株，命名为红肉蜜柚[19]。红肉蜜柚是继强德勒红心柚、丰都红心柚等之后发现的又一红近年来，包括番茄红素和b-胡萝卜素在内的植物类胡萝卜素代谢途径的主要成员、关键酶及其基因已基本明确[1-4]。应用类胡萝卜素合成途径中相关基因的转基因研究也取得了较大进展，“黄金稻米”就是最成功的例子[5]。然而，由于植物合成类胡萝卜素的生物调控机制还未完全阐明，在应用遗传工程技术调控植物类胡萝卜素代

3、谢时还存在较大盲目性。例如，Ye等[6]与Romer等[7]分别向水稻和番茄中导入类胡萝卜素合成途径相关基因，并未获得预期中高水平的番茄红素积累，却导致靶器官中b农业-胡萝卜素含量增加。由此可见，为减少类胡萝卜素遗传工程中的盲目性，阐明植物体内类胡萝卜素代谢相关基因表达调控机制十分必要。肉柚类突变新品种，不仅保持了亲本琯溪蜜柚所具有的优良栽培经济性状，而且果实因积累番茄红素和b-胡萝卜素而呈现红色[20]。本实验中拟分离红肉蜜柚及其亲本琯溪蜜柚果实PSY基因全长，比较分析二者序列是否存在差异，以期了解PSY基因在突变体中的具体功能，为解释红肉蜜柚发生变异机

4、制提供理论基础。1过程管理材料3：本科毕业设计（论文）开题报告二、国内外研究现状、发展动态积累类胡萝卜素代谢中间产物突变体的发现，为研究高等植物类胡萝卜素代谢调控机制研究提供了宝贵的种质资源。20世纪80年代，委内瑞拉境内发现了果肉呈粉红色的甜橙芽变品种－红肉脐橙，番茄红素是其特征色素[8,9]。国内外研究人员分别以红肉脐橙为试材研究类胡萝卜素代谢机制，获得以下研究结果：（1）红肉脐橙和普通脐橙PSY基因只有1个氨基酸残基差异，导致红肉脐橙白皮层中PSY基因的表达丰度更高；（2）LYCB基因的特异表达与果肉积累番茄红素无显著相关，LYCE基因可能对红肉脐橙

5、番茄红素的积累产生部分影响；（3）红肉脐橙果肉DXS（5-磷酸脱氧木酮糖合成酶）、DXR（5-磷酸脱氧木酮糖还原异构酶）、PDS和PSY基因表达丰度均高于普通脐橙，红肉脐橙积累高含量的类胡萝卜素可能是多基因协同作用的结果[2,10-15]，其结论与模式植物番茄果实积累番茄红素的机理[16-18]不尽相同。Liu等对积累番茄红素的另一甜橙芽变系“红暗柳”果实分析发现：汁胞中番茄红素积累机制与番茄相似，番茄红素合成上游相关基因PSY、PDS、ZDS和CRTISO表达水平增强，代谢下游基因LYCE表达丰度在果实成熟时快速下调；白皮层和囊衣中类胡萝卜素合成相关基因

6、表达模式与汁胞显著不同，表明“红暗柳”果实中可能存在两种不同的调控番茄红素积累的机制，并猜测白皮层和囊衣中积累的番茄红素可能主要是由汁胞合成且转运而来[3]。1998年福建省农业科学院果树所研究人员在平和县小溪镇琯溪蜜柚园中发现果实汁胞呈红色的芽变单株，命名为红肉蜜柚[19]。红肉蜜柚不仅保持了亲本琯溪蜜柚所具有的优良栽培经济性状，而且果实因积累番茄红素和b-胡萝卜素而呈现红色，对消费者具有特殊的感官吸引力，成熟期更是提早了20-25天，具有较好的推广应用前景[20]。但自1998年发现红肉蜜柚突变系以来，仅有陆修闽等[21]和徐娟等[6]分析了果实中类胡

7、萝卜素的组成与含量，并未从分子水平对其高积累番茄红素与β-胡萝卜素机理进行研究。Fanciullino等[22]应用RFLP和SSR分子标记，根据类胡萝卜素代谢相关基因的表达序列对25种不同基因型柑橘进行聚类分析，发现柚类与甜橙、柠檬等位于系统树上不同的分支，而与酸橙、葡萄柚等聚类在一起，并认为LYC（LYCB和LYCE）等位基因多态性现象是引起柑橘种间类胡萝卜素组成及含量存在差异的主要原因，而与报道中起重要作用的基因PSY、BCH和ZEP（玉米黄素环氧酶）不相关，暗示红肉蜜柚的突变机制可能与红肉脐橙不相同。鉴于红肉蜜柚优良突变株选育出时间不长，仍有许多问

8、题尚不清楚，这些问题的解决，对于加快我国柚类品种成熟期结构、品质结