红豆杉中myb家族基因克隆及表达分析-开题报告

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1、毕业设计/论文开题报告课题名称红豆杉中MYB家族基因克隆及表达分析类别毕业论文系别城市建设学院专业班生物工程0701班姓名于凯评分指导教师华中科技大学武昌分校华中科技大学武昌分校学生毕业论文开题报告学生姓名于凯学号20071171005专业班级生物工程0701班系别城市建设学院指导教师余龙江职称教授课题名称红豆杉中MYB家族基因克隆及表达分析1课题研究的目的和意义1.1课题研究背景1.1.1有关红豆杉红豆杉是一种濒临灭绝的天然抗癌植物，由于在自然条件下生长缓慢，再生能力差，所以很长时间以来，世界范围内

2、还没有形成大规摸的红豆杉原料林基地。中国已将其列为一级珍稀濒危保护植物，联合国也明令禁止采伐。红豆杉在全球共有十一种，目前我国共有四种和一个变种，即云南红豆杉、西藏红豆杉、东北红豆杉、中国红豆杉和南方红豆杉（变种）。东北红豆杉主要分布在分布于中国的吉林、辽宁、黑龙江三省，中国境内的红豆杉中，东北红豆杉紫杉醇含量最高，可达万分之三[1]。云南红豆杉主要分布在滇西与地洲等地。西藏红豆杉主要分布在云南西北部、西藏南部和西南部。南方红豆杉主要分布在滇东、滇西南、滇东。曼地亚红豆杉是我国20世纪90年代中期从加

3、拿大引种而来，原产于美国、加拿大，是一种天然杂交品种，其母本为东北红豆杉，父本为欧洲红豆杉。引种的曼地亚红豆杉生物特性稳定，没有发生变异，紫杉醇含量接近甚至高于原产地。我们的实验就是以曼地亚红豆杉为材料的。1.1.2有关紫杉醇紫杉醇(Taxo1)是2O世纪7O年代初从短叶红豆杉树皮中提取分离得到的一种四环二萜酰胺类化合物，分子式为：C47H51NO14，是红豆杉属植物中的一种复杂的天然次生代谢物，主要由紫杉烷环和侧链组成[2]，其生物合成非常复杂，全过程约20步酶促反应，涉及多步环化、羟基化、酰基化反

4、应[3]。紫杉醇是一种微管特异性药物，它能够稳定微管并阻止微管解聚，使细胞分裂停止于有丝分裂期，从而抑制细胞的增殖[4]。临床研究表明，紫杉具有广谱而高效的抗癌活性，对于治疗卵巢癌、乳腺癌等疗效突出。但是由于含量少、提取困难等诸多因素，高纯度紫杉醇价格昂贵，每公斤200万元人民币左右。因此，近年来国内外许研究人员、实验室和公司一直试图通过生物合成、化学合成、微生物提取、组织和细胞培养、寻找类似物等途径来解决紫杉醇的药源短缺问题。研究紫杉醇的生物合成，尤其一些限速反应步骤机理的阐明对于人为定向的提高合成

5、效率，克隆重组形成关键酶基因从而提高紫杉醇的产量意义重大。从理论上来说这是一个好方法，但是紫杉醇的合成途径非常复杂，涉及到多种酶以及很多分支途径，单纯依靠转化一、两种限速酶基因，只能保证转入的限速酶表达量提高，使之不再是限速因素，但其它阶段对于最终产量的限制依然存在，而且同时转入多种基因的可行性非常低，这种方法的缺陷很明显。若采用化学合成，如从红豆杉植物中分离得到的巴卡亭Ⅲ经过四步化学过程可合成紫杉醇，为合成紫杉醇提供了新途径[5]。但化学合成从实质意义上说还没有取得彻底的突破，目前还不具备应用价值。

6、如果从共生真菌中直接提取紫杉醇，能够利用真菌生长速度快的优势，但目前分离的菌株无论从种类还是数量上都远不够工业化的要求，而且还存在很多不确定因素[1]。生产紫杉醇的微生物大多是与红豆杉共生的真菌，其紫杉醇含量极微，并且这些真菌的培养和大规模发酵困难，菌株衰退也是一个难题。另外，红豆杉愈伤组织和细胞培养生产紫杉醇是研究的热点之一，是工厂化大规模生产紫杉醇的重要手段之一。但运用植物组织、细胞培养技术生产紫杉醇仍处在实验室阶段，如何获得高含量、产紫杉醇稳定的愈伤组织一直都是组织培养、细胞培养生产紫杉醇的关键

7、。1.1.3关于MYB基因①MYB基因目前，在几乎所有的真核生物中都发现了与禽类逆转录病毒癌基因和细胞原癌基因c-MYB相似的基因，它们的编码产物在结构和功能上具有高度保守的DNA结合域，是一类转录因子[6]。在植物中首先从玉米中克隆了含有MYB结构域的转录因子C1基因，之后在植物中发现的MYB相关基因的数量迅速增加[7]。2MYB基因编码蛋白（MYB蛋白）的结构特征作为一类转录因子，无论在动物和植物中，MYB蛋白均具有高度保守的DNA结合结构域以及转录激活域。动物中的MYB蛋白DNA结合域通常含有3

8、个50-55个氨基酸的不完全重复区，每个重复区折叠成一个螺旋-转角-螺旋（HTH）结构，插入到目标DNA的大沟中[8]。植物的MYB蛋白大多含两个重复区，分别与动物MYB蛋白DNA结合结构的R2、R3相似，也发现了有3个重复区及只含有1个重复区的MYB蛋白[9]。MYB蛋白的DNA结合结构域集中在氨基端(图1)，每个重复区含有3个在空间上规则排列的色氨酸残基，这3个色氨酸残基在折叠形成MYB结构域的疏水核心中起重要作用，一般在所有的MYB蛋白中是保守的，