本文主要研究内容
作者王伟（2019）在《玉米o2、o16和wx基因聚合提高赖氨酸含量的分子调控机理研究》一文中研究指出：为研究玉米o2,o16和wx基因聚合提高赖氨酸含量的分子机理,本论文利用分子标记辅助选择技术和回交育种技术,选育了o2基因渗入糯玉米材料2份,o2和o16基因渗入糯玉米材料2份,o2、o16和wx基因渗入普通玉米材料7份。以此为材料,在籽粒乳熟期,利用转录组测序技术,筛选与轮回亲本相比,转录水平表达差异基因。利用Label-free技术进行蛋白表达差异分析及转录组和蛋白质关联分析,揭示玉米o2、o16和wx不同基因聚合提高赖氨酸含量、增加营养品质的分子机制。主要研究结果如下:1、材料创制:利用分子标记辅助选择技术,选育出玉米o2基因渗入糯玉米的材料2份(QCL8004-1/o2wx和QCL8004-2/o2wx),基于SNP分子标记背景恢复率分别为93.16%和93.28%。玉米o2和o16基因渗入糯玉米的材料2份(QCL8006-1/o2o16wx和QCL8006-2/o2o16wx),基于SNP分子标记背景恢复率分别为95.22%和95.12%。玉米o2、o16和wx基因渗入普通玉米回交6代的近等基因系7份(QCL8013-1/o2o16wx、QCL8013-2/o2o16、QCL8013-3/o2wx、QCL8013-4/o16wx、QCL8013-5/o2、QCL8013-6/o16和QCL8013-7/wx),理论背景恢复率为99.22%,这些材料均是进行遗传研究的基础材料。2、品质分析:玉米o2基因渗入糯玉米的材料QCL8004-1/o2wx和QCL8004-2/o2wx,其籽粒赖氨酸含量分别为0.37%和0.38%,比糯玉米亲本QCL5013提高15.63%和18.75%。玉米o2和o16基因渗入糯玉米的材料QCL8006-1/o2o16wx和QCL8006-2/o2o16wx,其籽粒赖氨酸含量分别为0.49%和0.54%,比糯玉米亲本QCL5019提高68.97%和86.21%。玉米o2、o16和wx基因渗入普通玉米的近等基因系材料,其籽粒赖氨酸含量比普通玉米CML539均有不同程度的增加,其中,QCL8013-1/o2o16wx赖氨酸含量为0.5043%,比普通玉米亲本CML539提高111.22%。3、表型观察及细胞亚显微结构分析:玉米o2基因渗入糯玉米的材料QCL8004-1/o2wx和QCL8004-2/o2wx,果穗锥形,与轮回亲本QCL5013相似,籽粒种皮光滑有光泽,籽粒饱满,胚乳粉质程度略有增加。玉米o2和o16基因渗入糯玉米的材料QCL8006-1/o2o16wx和QCL8006-2/o2o16wx,果穗与轮回亲本QCL5019相似,籽粒种皮有不同程度皱褶,无光泽,籽粒皱缩不饱满,胚乳粉质程度显著增加,籽粒完全不透明。玉米o2、o16和wx基因渗入普通玉米的近等基因系材料,获得的o2o16wx-NIL,o2o16-NIL,o2wx-NIL,o16wx-NIL,o2-NIL和o16-NIL 6种不同基因类型近等基因系材料,籽粒均不透明,胚乳粉质程度显著增加,而wx-NIL籽粒也不透明,为蜡质胚乳。扫描电镜观察表明:获得的玉米o2、o16和wx不同基因聚合材料,籽粒胚乳淀粉颗粒多呈不规则形状,体积差别比较大,大小不均匀,排列无规律。同时,基质蛋白密度大,多聚集在一起,散布与淀粉颗间隙中。而轮回亲本籽粒胚乳淀粉颗粒大多呈椭球状或圆球状,大小比较均匀,基质蛋白密度小,紧密包裹着淀粉颗粒。4、玉米o2基因渗入糯玉米转录分析:o2基因渗入糯玉米后,在胚乳发育时期,引起49个基因表达水平发生显著变化,其中,编码EF-1α的基因Zm00001d029385、编码LHT1的基因Zm00001d012262和编码ZmDHN13蛋白的基因Zm00001d033483上调表达,编码富硫蛋白家族(大多为醇溶蛋白)的基因Zm00001d011063下调表达,从而提高玉米籽粒的赖氨酸含量。此外,色氨酸合成代谢通路中,编码邻氨基苯甲酸磷酸核糖转移酶(APT)的基因Zm00001d030185上调表达,促进色氨酸合成,从而提高籽粒色氨酸含量。5、玉米o2和o16基因渗入糯玉米转录分析:o2和o16基因渗入糯玉米后,在胚乳发育时期,引起272个基因表达水平发生显著变化,其中,编码蔗糖合酶的基因Zm00001d010801、编码葡萄糖-1磷酸转移酶的基因sh2和bt2以及编码淀粉分支酶的基因ae1等表达上调,利于淀粉合成及支链淀粉比重增加。同时,引起编码丙氨酸氨基转移酶的基因alt4和Zm00001d030557以及编码谷草转氨酶的基因got3的表达上调,促进氨基酸转化,利于干物质积累。尤其是引起赖氨酸降解代谢中编码LKR/SDH的基因lkrsdh1,编码肌氨酸氧化酶的基因Zm00001d020984下调表达,抑制赖氨酸降解。同时,也会引起编码19kDa和22kDaα-zein的基因下调表达,降低玉米籽粒醇溶蛋白含量,从而提高玉米籽粒赖氨酸含量。6、玉米o2、o16和wx基因聚合的转录组和蛋白质组分析表明:淀粉代谢过程中,编码葡萄糖1-磷酸腺苷转移酶(AGPase)的基因Sh2和Bt2及相关蛋白,在α-D-葡萄糖-1-磷酸转变为ADP-α-D-葡萄糖过程中,上调表达,利于淀粉合成。编码颗粒结合淀粉合成酶(GBSS)基因Wx1,在ADP-α-D-葡萄糖转变为直链淀粉过程中,下调表达,致使直链淀粉合成受阻。编码异淀粉酶(ISA)的基因及相关蛋白,在α(1,6)-α-D-葡糖基-(1,4)-α-高分支葡聚糖转变为n(1,6)-α-D-葡糖基-(1,4)-α-中分支葡聚糖过程中,上调表达,致使支链淀粉比重增加。在色氨酸代谢过程中,关联到的差异基因/蛋白主要被注释到色氨酸降解通路,编码色氨酸丙酮酸氨基转移酶(TAA)基因,在色氨酸转变为吲哚丙酮酸过程中,下调表达。另外,编码吲哚-3-丙酮酸单加氧酶(IPMO)的基因和蛋白,在吲哚丙酮酸转变为吲哚醋酸过程中,下调表达,抑制色氨酸降解。在赖氨酸代谢过程中,编码天门冬氨酸激酶(AK)的基因Zm00001d035282及相关蛋白,在天冬氨酸(L-aspartate)转变为L-天冬氨酰4磷酸(L-aspartyl-4-phosphate)过程中,上调表达。同时,编码肌氨酸氧化酶/L-甲基哌啶氧化酶(L-PO)的基因Zm00001d020984及相关蛋白,在赖氨酸降解L-甲基哌啶转变为哌啶-6-羧酸过程中,下调表达。编码赖氨酸酮戊二酸还原酶/酵母氨酸脱氢酶(LKR/SDH)的基因Zm00001d052079及相关蛋白,在赖氨酸降解通路赖氨酸转变为2-氨基乙二酸-6半醛过程中,下调表达,抑制赖氨酸降解。另外,编码19kDa/22kDaα-zein、15kDaβ-zein和18 kDaδ-zein的基因,在胚乳发育时期,下调表达,降低玉米籽粒醇溶蛋白含量,从而提高玉米籽粒赖氨酸含量。
Abstract
wei yan jiu yu mi o2,o16he wxji yin ju ge di gao lai an suan han liang de fen zi ji li ,ben lun wen li yong fen zi biao ji fu zhu shua ze ji shu he hui jiao yo chong ji shu ,shua yo le o2ji yin shen ru nuo yu mi cai liao 2fen ,o2he o16ji yin shen ru nuo yu mi cai liao 2fen ,o2、o16he wxji yin shen ru pu tong yu mi cai liao 7fen 。yi ci wei cai liao ,zai zi li ru shou ji ,li yong zhuai lu zu ce xu ji shu ,shai shua yu lun hui qin ben xiang bi ,zhuai lu shui ping biao da cha yi ji yin 。li yong Label-freeji shu jin hang dan bai biao da cha yi fen xi ji zhuai lu zu he dan bai zhi guan lian fen xi ,jie shi yu mi o2、o16he wxbu tong ji yin ju ge di gao lai an suan han liang 、zeng jia ying yang pin zhi de fen zi ji zhi 。zhu yao yan jiu jie guo ru xia :1、cai liao chuang zhi :li yong fen zi biao ji fu zhu shua ze ji shu ,shua yo chu yu mi o2ji yin shen ru nuo yu mi de cai liao 2fen (QCL8004-1/o2wxhe QCL8004-2/o2wx),ji yu SNPfen zi biao ji bei jing hui fu lv fen bie wei 93.16%he 93.28%。yu mi o2he o16ji yin shen ru nuo yu mi de cai liao 2fen (QCL8006-1/o2o16wxhe QCL8006-2/o2o16wx),ji yu SNPfen zi biao ji bei jing hui fu lv fen bie wei 95.22%he 95.12%。yu mi o2、o16he wxji yin shen ru pu tong yu mi hui jiao 6dai de jin deng ji yin ji 7fen (QCL8013-1/o2o16wx、QCL8013-2/o2o16、QCL8013-3/o2wx、QCL8013-4/o16wx、QCL8013-5/o2、QCL8013-6/o16he QCL8013-7/wx),li lun bei jing hui fu lv wei 99.22%,zhe xie cai liao jun shi jin hang wei chuan yan jiu de ji chu cai liao 。2、pin zhi fen xi :yu mi o2ji yin shen ru nuo yu mi de cai liao QCL8004-1/o2wxhe QCL8004-2/o2wx,ji zi li lai an suan han liang fen bie wei 0.37%he 0.38%,bi nuo yu mi qin ben QCL5013di gao 15.63%he 18.75%。yu mi o2he o16ji yin shen ru nuo yu mi de cai liao QCL8006-1/o2o16wxhe QCL8006-2/o2o16wx,ji zi li lai an suan han liang fen bie wei 0.49%he 0.54%,bi nuo yu mi qin ben QCL5019di gao 68.97%he 86.21%。yu mi o2、o16he wxji yin shen ru pu tong yu mi de jin deng ji yin ji cai liao ,ji zi li lai an suan han liang bi pu tong yu mi CML539jun you bu tong cheng du de zeng jia ,ji zhong ,QCL8013-1/o2o16wxlai an suan han liang wei 0.5043%,bi pu tong yu mi qin ben CML539di gao 111.22%。3、biao xing guan cha ji xi bao ya xian wei jie gou fen xi :yu mi o2ji yin shen ru nuo yu mi de cai liao QCL8004-1/o2wxhe QCL8004-2/o2wx,guo sui zhui xing ,yu lun hui qin ben QCL5013xiang shi ,zi li chong pi guang hua you guang ze ,zi li bao man ,pei ru fen zhi cheng du lve you zeng jia 。yu mi o2he o16ji yin shen ru nuo yu mi de cai liao QCL8006-1/o2o16wxhe QCL8006-2/o2o16wx,guo sui yu lun hui qin ben QCL5019xiang shi ,zi li chong pi you bu tong cheng du zhou zhe ,mo guang ze ,zi li zhou su bu bao man ,pei ru fen zhi cheng du xian zhe zeng jia ,zi li wan quan bu tou ming 。yu mi o2、o16he wxji yin shen ru pu tong yu mi de jin deng ji yin ji cai liao ,huo de de o2o16wx-NIL,o2o16-NIL,o2wx-NIL,o16wx-NIL,o2-NILhe o16-NIL 6chong bu tong ji yin lei xing jin deng ji yin ji cai liao ,zi li jun bu tou ming ,pei ru fen zhi cheng du xian zhe zeng jia ,er wx-NILzi li ye bu tou ming ,wei la zhi pei ru 。sao miao dian jing guan cha biao ming :huo de de yu mi o2、o16he wxbu tong ji yin ju ge cai liao ,zi li pei ru dian fen ke li duo cheng bu gui ze xing zhuang ,ti ji cha bie bi jiao da ,da xiao bu jun yun ,pai lie mo gui lv 。tong shi ,ji zhi dan bai mi du da ,duo ju ji zai yi qi ,san bu yu dian fen ke jian xi zhong 。er lun hui qin ben zi li pei ru dian fen ke li da duo cheng tuo qiu zhuang huo yuan qiu zhuang ,da xiao bi jiao jun yun ,ji zhi dan bai mi du xiao ,jin mi bao guo zhao dian fen ke li 。4、yu mi o2ji yin shen ru nuo yu mi zhuai lu fen xi :o2ji yin shen ru nuo yu mi hou ,zai pei ru fa yo shi ji ,yin qi 49ge ji yin biao da shui ping fa sheng xian zhe bian hua ,ji zhong ,bian ma EF-1αde ji yin Zm00001d029385、bian ma LHT1de ji yin Zm00001d012262he bian ma ZmDHN13dan bai de ji yin Zm00001d033483shang diao biao da ,bian ma fu liu dan bai jia zu (da duo wei chun rong dan bai )de ji yin Zm00001d011063xia diao biao da ,cong er di gao yu mi zi li de lai an suan han liang 。ci wai ,se an suan ge cheng dai xie tong lu zhong ,bian ma lin an ji ben jia suan lin suan he tang zhuai yi mei (APT)de ji yin Zm00001d030185shang diao biao da ,cu jin se an suan ge cheng ,cong er di gao zi li se an suan han liang 。5、yu mi o2he o16ji yin shen ru nuo yu mi zhuai lu fen xi :o2he o16ji yin shen ru nuo yu mi hou ,zai pei ru fa yo shi ji ,yin qi 272ge ji yin biao da shui ping fa sheng xian zhe bian hua ,ji zhong ,bian ma zhe tang ge mei de ji yin Zm00001d010801、bian ma pu tao tang -1lin suan zhuai yi mei de ji yin sh2he bt2yi ji bian ma dian fen fen zhi mei de ji yin ae1deng biao da shang diao ,li yu dian fen ge cheng ji zhi lian dian fen bi chong zeng jia 。tong shi ,yin qi bian ma bing an suan an ji zhuai yi mei de ji yin alt4he Zm00001d030557yi ji bian ma gu cao zhuai an mei de ji yin got3de biao da shang diao ,cu jin an ji suan zhuai hua ,li yu gan wu zhi ji lei 。you ji shi yin qi lai an suan jiang jie dai xie zhong bian ma LKR/SDHde ji yin lkrsdh1,bian ma ji an suan yang hua mei de ji yin Zm00001d020984xia diao biao da ,yi zhi lai an suan jiang jie 。tong shi ,ye hui yin qi bian ma 19kDahe 22kDaα-zeinde ji yin xia diao biao da ,jiang di yu mi zi li chun rong dan bai han liang ,cong er di gao yu mi zi li lai an suan han liang 。6、yu mi o2、o16he wxji yin ju ge de zhuai lu zu he dan bai zhi zu fen xi biao ming :dian fen dai xie guo cheng zhong ,bian ma pu tao tang 1-lin suan xian gan zhuai yi mei (AGPase)de ji yin Sh2he Bt2ji xiang guan dan bai ,zai α-D-pu tao tang -1-lin suan zhuai bian wei ADP-α-D-pu tao tang guo cheng zhong ,shang diao biao da ,li yu dian fen ge cheng 。bian ma ke li jie ge dian fen ge cheng mei (GBSS)ji yin Wx1,zai ADP-α-D-pu tao tang zhuai bian wei zhi lian dian fen guo cheng zhong ,xia diao biao da ,zhi shi zhi lian dian fen ge cheng shou zu 。bian ma yi dian fen mei (ISA)de ji yin ji xiang guan dan bai ,zai α(1,6)-α-D-pu tang ji -(1,4)-α-gao fen zhi pu ju tang zhuai bian wei n(1,6)-α-D-pu tang ji -(1,4)-α-zhong fen zhi pu ju tang guo cheng zhong ,shang diao biao da ,zhi shi zhi lian dian fen bi chong zeng jia 。zai se an suan dai xie guo cheng zhong ,guan lian dao de cha yi ji yin /dan bai zhu yao bei zhu shi dao se an suan jiang jie tong lu ,bian ma se an suan bing tong suan an ji zhuai yi mei (TAA)ji yin ,zai se an suan zhuai bian wei yin duo bing tong suan guo cheng zhong ,xia diao biao da 。ling wai ,bian ma yin duo -3-bing tong suan chan jia yang mei (IPMO)de ji yin he dan bai ,zai yin duo bing tong suan zhuai bian wei yin duo cu suan guo cheng zhong ,xia diao biao da ,yi zhi se an suan jiang jie 。zai lai an suan dai xie guo cheng zhong ,bian ma tian men dong an suan ji mei (AK)de ji yin Zm00001d035282ji xiang guan dan bai ,zai tian dong an suan (L-aspartate)zhuai bian wei L-tian dong an xian 4lin suan (L-aspartyl-4-phosphate)guo cheng zhong ,shang diao biao da 。tong shi ,bian ma ji an suan yang hua mei /L-jia ji pai ding yang hua mei (L-PO)de ji yin Zm00001d020984ji xiang guan dan bai ,zai lai an suan jiang jie L-jia ji pai ding zhuai bian wei pai ding -6-suo suan guo cheng zhong ,xia diao biao da 。bian ma lai an suan tong wu er suan hai yuan mei /jiao mu an suan tuo qing mei (LKR/SDH)de ji yin Zm00001d052079ji xiang guan dan bai ,zai lai an suan jiang jie tong lu lai an suan zhuai bian wei 2-an ji yi er suan -6ban quan guo cheng zhong ,xia diao biao da ,yi zhi lai an suan jiang jie 。ling wai ,bian ma 19kDa/22kDaα-zein、15kDaβ-zeinhe 18 kDaδ-zeinde ji yin ,zai pei ru fa yo shi ji ,xia diao biao da ,jiang di yu mi zi li chun rong dan bai han liang ,cong er di gao yu mi zi li lai an suan han liang 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自贵州大学的王伟，发表于刊物贵州大学2019-07-16论文，是一篇关于玉米论文,奥帕克论文,奥帕克论文,转录组论文,蛋白质组论文,赖氨酸论文,贵州大学2019-07-16论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自贵州大学2019-07-16论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。