核桃内果皮木质素代谢相关基因克隆及表达分析
Cloning and Expression Analysis of Endocarp Genes Related to Lignin Synthesis of Walnut(Juglans Regia L.)
核桃露仁现象使核桃不便于采后漂洗,在运输、贮藏等过程中其内果皮也容易破碎,使裂果率、虫果率和种仁受污染的机率都增高,严重影响了核桃的外观品质和销售.木质素是核桃内果皮的主要成分,因此研究与木质素代谢相关的基因对核桃露仁现象机理的研究有着重要的意义.本研究利用新疆特有露仁核桃种质资源'温138'核桃为研究对象,以'纸皮'核桃作为对照,从其内果皮中克隆到苯丙氨酸解氨酶(PAL)、4-香豆酸辅酶A连接酶(4CL)以及肉桂酰辅酶A还原酶(CCR)3种基因的cDNA片段.并利用实时荧光定量PCR技术,对这3种基因在核桃硬核期的不同发育时期内,在核桃内果皮中的表达量进行分析.1.核桃PAL基因的克隆及表达分析(1)通过RT-PCR方法克隆得到的'温138'核桃及'纸皮'核桃PAL基因的cDNA片段,分别命名为WJ-PAL与ZJ-PAL.WJ-PAL含有600bp的最大开放阅读框(ORF),可编码200个氨基酸,与黑核桃(AJ278454.1)的同源性达到89%.ZJ-PAL含有690bp的最大开放阅读框(ORF),可编码230个氨基酸,与黑核桃(AJ278454.1)的同源性为96%.(2)WJ-PAL与ZJ-PAL推导氨基酸序列含有与苯丙氨酸解氨酶的相关结构域.两者均包含PAL-HAL非特异性位点,属于Lyase_I_Like超家族.(3)WJ-PAL基因在'温138'核桃的8个不同发育时期,相对表达量由高到低依次为:W726>W712>W720>W621>W613>W74>W628>W67.ZJ-PAL基因在'纸皮'核桃的8个不同发育时期相对表达量由高到低依次为:Z621>Z67>Z712>Z720>Z726>Z613>Z74>Z628.2.核桃4CL基因的克隆及表达分析(1)通过RT-PCR方法克隆得到的'温138'核桃及'纸皮'核桃4CL基因的cDNA片段,分别命名为WJ-4CL与ZJ-4CL.WJ-PAL有一个552bp的开放阅读框(ORF),可编码184个氨基酸,与欧洲白桦(KM099195.1)的同源性最高,达到了85%.ZJ-4CL含有453bp的最大开放阅读框(ORF),可编码151个氨基酸,与光皮桦(FJ410448.1)及欧洲山毛榉(DQ124216.1)的同源性均为86%.(2)WJ-4CL与ZJ-4CL推导氨基酸序列都含有一个4CL非特异性位点,两者均包含了PLN02246、CaiC及AMP-binding功能结构域,都属于AFD_class_I超家族.(3)WJ-4CL基因在'温138'核桃的8个不同发育时期,相对表达量由高到低依次为:W726>W712>W720>W613>W621>W628>W74>W67.ZJ-4CL基因在'纸皮'核桃的8个不同发育时期相对表达量由高到低依次为:Z712>Z621>Z613>Z74>Z726>Z720>Z628>Z67.3.核桃CCR基因的克隆及表达分析(1)通过RT-PCR方法克隆得到的'温138'核桃及'纸皮'核桃CCR基因的cDNA部分片段,分别命名为WJ-CCR与ZJ-CCR.WJ-CCR含有一个954bp的反向互补的开放阅读框(ORF),能够编码318个氨基酸,与白桦(KM505139.1)的同源性为84%.ZJ-CCR共查找出8个ORF,其中最长的ORF为183bp,能够编码61个氨基酸,最短的为102bp,可以编码34个氨基酸,与白桦(KM505139.1)的同源性达到84%.(2)WJ-CCR与ZJ-CCR序列具有其他植物CCR基因所共有的功能结构域,含有FR_SDR_e特异性结合位点;PLN02583、3Beta_HSD与PKS_KR非特异性位点;NADP结合位点;PLN02662、WcaG、HpnA及Epimerase四个功能结构域;都属于NADB_Rossmann Superfamily超家族.(3)WJ-CCR基因在'温138'核桃的8个不同发育时期,相对表达量由高到低依次为:W712>W74>W726>W720>W628>W67>W613>W621.ZJ-CCR基因在'纸皮'核桃的8个不同发育时期中相对表达量由高到低依次为:Z712>Z621>Z613>Z67>Z628>Z726>Z74>Z720.
- 作者：
- 朱玲
- 学位授予单位：
- 塔里木大学
- 专业名称：
- 果树学
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2016年
- 导师姓名：
- 张锐
- 中图分类号：
- S664.1
- 关键词：
- 核桃；PAL；4CL；CCR；Real-time PCR
- Juglans regia L.; PAL; 4CL; CCR; Real-time PCR;