日本落葉松編碼淀粉蔗糖代謝相關(guān)酶基因的cDNA全長克隆及功能分析.pdf

1、落葉松為常綠喬木，樹干高大挺拔、樹形美觀，具有十分發(fā)達(dá)的根系是造林及園林綠化的重要樹種，又是紙漿、木材等物品的主要來源。落葉松阿拉伯半乳聚糖又是一種重要的活性多糖，具有增強(qiáng)機(jī)體免疫力、激發(fā)免疫細(xì)胞的反應(yīng)活性和調(diào)節(jié)腸道等多種有益功能。但是落葉松作為重要的林木資源，它遺傳背景復(fù)雜并且生長發(fā)育周期較長，這些特點(diǎn)增加了對落葉松生長發(fā)育機(jī)理進(jìn)行深度研究的難度。因此，本研究根據(jù)前期的轉(zhuǎn)錄組和表達(dá)譜數(shù)據(jù)，分析了14個(gè)與生長代謝相關(guān)基因的表達(dá)模式，完成

2、了落葉松AAⅥ基因全長的克隆;借鑒模式植物擬南芥對細(xì)胞壁合成關(guān)鍵酶的研究，特別是對UDPGDH基因的研究，利用其它生物信息學(xué)分析方法和分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)手段，探究落葉松UDPGDH基因的結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)錄特征以及功能。主要研究成果如下:
　　1.基于實(shí)驗(yàn)室前期的轉(zhuǎn)錄組測序數(shù)據(jù)，選取了14個(gè)基因的unigene對落葉松雙親及其正反交子代的基因進(jìn)行表達(dá)分析，發(fā)現(xiàn)正交子代Larix82× Larix13-6表達(dá)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于雙親和反交子代，暗示落葉松中

3、生長代謝相關(guān)基因的差異表達(dá)基因與落葉松雜種優(yōu)勢性狀的形成密切相關(guān)。
　　2.在雙親和子代落葉松中成功克隆了淀粉合成酶Ⅵ的CDNA序列。其中，淀粉合成酶Ⅵ前體基因(SSⅥ)的CDS全長1941 bp，編碼647個(gè)氨基酸，序列比對研究發(fā)現(xiàn)此淀粉合成酶Ⅵ前體基因與已報(bào)道的云杉的同源性達(dá)95％以上。
　　3.在雙親和子代落葉松中成功克隆了尿苷二磷酸葡萄糖脫氫酶的cDNA序列。編碼尿苷二磷酸葡萄糖脫氫酶的基因的開放閱讀框長1581bp

4、，編碼537個(gè)氨基酸，與已報(bào)道的云杉的同源性達(dá)98％以上。尿苷二磷酸葡萄糖脫氫酶(UDPGDH)是胞外多糖合成中的一個(gè)關(guān)鍵酶。以UDPGDH為目的基因，構(gòu)建載體轉(zhuǎn)化擬南芥，得到了日本落葉松UDPGDH過表達(dá)的擬南芥轉(zhuǎn)基因植株，轉(zhuǎn)基因擬南芥出現(xiàn)莖加粗、葉片表面積增大等表型變化，石蠟切片觀察發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因擬南芥的細(xì)胞壁明顯加厚。對擬南芥的表型分析發(fā)現(xiàn)落葉松UDPGDH在植物的生長發(fā)育和形態(tài)建成中起重要作用，尤其是在植物的細(xì)胞壁合成中起關(guān)鍵作用的