辣椒酰基辅酶A合成酶基因的挖掘及其与辣椒素合成关系的研究

来源 :黑龙江八一农垦大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhoudddmmm
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
辣椒素是辣椒中辣味的物质基础,所以辣椒素的含量直接决定了辣椒辣度的高低。虽然辣椒素的合成途径已经在化学层面得到阐明,但除辣椒素合成酶外,其它步骤的关键酶以及负责编码这些酶的基因尚未完全在功能上得以确认。前人多用一年生辣椒(Capsicum annuum L.)作为研究辣椒素生物合成机制的材料,却鲜有报道采用辣度较高的中国辣椒(Capsicum Chinense Jacq.)。研究证明,辣椒素合成的最后一步是由辣椒素合成酶(CS)催化完成,该酶的两个前体分别由苯丙氨酸途径和支链脂肪酸途径催化形成。前人的研究推断,支链脂肪酸途径的最后一步由酰基辅酶A合成酶(ACS)催化,然而编码该酶的基因尚未得以鉴定。本研究以海南黄灯笼辣椒(Capsicum Chinense Jacq.)和魔鬼椒(Capsicum Chinense Jacq.)作为研究对象,首先测定了辣椒果实在不同发育时期及组织部位的辣椒素含量,对辣椒中ACS基因进行了系统的挖掘、进化和转录组分析,并以前人已鉴定的CS基因为对照,采用qRT-PCR对ACS基因的表达量进行分析,考察辣椒中ACS基因的表达与辣椒素合成的关系,推断辣椒ACS基因在辣椒素合成通路中的作用。研究结果如下:(1)测定两个中国辣椒品种中的海南黄灯笼和魔鬼椒果实的辣椒素含量,表明两个辣椒品种的辣椒素均集中积累于胎座组织。随着辣椒果实的发育,海南黄灯笼辣椒果实中辣椒素含量逐渐升高,且在后期有加速升高的趋势;而魔鬼椒果实中辣椒素含量在发育成熟的前期升高,在成熟后期有一定程度的降低。完全成熟的魔鬼椒辣椒素含量显著高于海南黄灯笼辣椒,而两种辣椒的辣椒素含量均显著高于已报道的一年生辣椒果实的辣椒素含量。(2)从中国辣椒基因组中挖掘得到42个ACS基因,并对其进行进化和表达分析,结果显示:中国辣椒ACS基因均含有一个保守结构域。在系统发育树中,这些基因分为2个分支。通过差异显著分析,筛选得到在中国辣椒果实中显著高表达的4个基因,并且在已报道的中国辣椒基因组数据库中的ID分别是:CC.CCv1.2.sCCffold1155.1、CC.CCv1.2.sCCffol462.15、CC.CCv1.2.sCCffold859.1和CC.CCv1.2.sCCffold1075.12,本研究将其依次命名为CcACS1、CcACS2、CcACS3和CcACS4。除此之外,在这42个ACS基因中,鉴定到7个组成性表达基因,6个在根中显著高表达的基因,1个在花中高表达的基因以及6个在器官及果实的整个发育阶段均呈现低表达或不表达的基因。(3)采用qRT-PCR,以前人已鉴定的CS基因作对照,对筛选得到的4个ACS基因进行表达分析,结果表明:和CS基因的表达类似,随着海南黄灯笼辣椒果实的发育,4个ACS基因在胎座中的表达均呈升高的趋势,其中CcACS1的表达量显著高于其它3个基因,且其在胎座中的表达量显著高于种子和果皮。随着魔鬼椒果实的发育,ACS基因和CS基因的在胎座中的表达呈先升高后下降的趋势,其中CcACS3在胎座中的表达量显著高于其它3个基因,且其在胎座中的表达量显著高于种子和果皮。CcACS2和CcACS4基因在海南黄灯笼辣椒和魔鬼椒的种子中表达量均高于胎座。与一年生辣椒类似,CS基因在两种中国辣椒果实胎座中的表达均显著高于果皮和种子。(4)对4个ACS基因与CS基因的表达量进行相关性分析,结果表明:考察胎座在不同发育时期的辣椒素含量,在海南黄灯笼辣椒中,CcACS2、CcACS3、CcACS4的表达量与CS基因的表达量呈显著正相关;CcACS1与其它3个ACS基因不同,与CS基因的表达量相比,在海南黄灯笼辣椒转色期中的表达量已略高于发育期,因此其表达量虽然与CS基因的表达量呈正相关,但不显著;在魔鬼椒中,4个ACS基因的表达量与CS基因的表达量呈正相关。考察成熟辣椒果实在不同组织的辣椒素含量,CcACS1和CcACS3的表达量与CS基因在海南黄灯笼辣椒中的表达量呈正相关,而CcACS3基因与CS基因在魔鬼椒中的表达量呈正相关,但不显著。本研究通过对中国辣椒ACS基因的系统挖掘和表达分析,从42个ACS基因中筛选得到4个可能参与中国辣椒中辣椒素合成的ACS基因,其表明在相对较低辣度的海南黄灯笼辣椒中CcACS1参与辣椒素合成的可能性最大,而在较高辣度的魔鬼椒中CcACS3参与辣椒素合成的可能性最大。因此,本研究为进一步阐明辣椒素合成机制提供了分子基础,并为以辣椒素含量为育种目标的分子育种提供了新的基因靶标。
其他文献
研究生选择学术失范还是学术守范,是一个不断进行矛盾构建的过程,是利益相关者之间展开的一场博弈。本文分析了研究生与高校之间进行博弈的基本要素及相关参数,分别从完全理
在现代经济社会条件下,企业通过合作研发可以使研发的外部效应内部化,激励企业进行更多的研发活动。同样,合作企业可以共享信息和研究成果,提高研发效率。本文将结合企业研发投资
在城市轨道交通连接市郊的线路上开行快慢车有利于缩短长距离出行乘客的乘坐时间,提升服务水平。在借鉴国外运营经验的基础上,基于计算机试铺运行图的仿真模拟方法,以上海轨
综合分析了积雪信息反演的主要遥感信息源和提取方法。在光学遥感方面,应用较广的主要是改进型甚高分辨率扫描辐射仪(AVHRR)资料和中分辨率成像光谱仪(MODIS)资料;提取积雪信
健康是评价员工在组织中心理与行为是否积极的一个重要指标,员工的健康状况很大一部分会受到组织文化的影响,而组织文化的变革势必也会影响到员工以及整个企业的幸福感知。如
福多和布兰顿均系美国当代研究概念问题的哲人,然而相同的研究兴趣并未拉近彼此的思想距离,反而起点相同而终点迥异。文章以概念问题为出发点和背景视域,通过呈现二者在概念
思想政治教育面临的重大难题是教育的信度危机。诱发思想政治教育信度危机的原因主要有理论与实践的脱节、学科理念的纷争、教育内容的不稳定以及教育手段和方法的陈旧。解决
利用1°×1°的NCEP全球再分析资料和常规气象要素、中尺度自动站、地面加密探测和多普勒雷达等资料,综合分析环流背景对强台风黑格比的路径和降水变化的影响,并对黑格比影响
在达米特独特的意义理论中,说话者对一门语言的掌握与其语言知识是密切相关的,掌握一门语言意味着说话者知道这门语言时所知道的语言知识。但达米特认为,语言的这种知识既不
云台是一种结构复杂的设备载体,它用于需要摇动或摆动的设备与支撑物之间的联结,不仅可以稳定设备,还可以扩大设备的工作空间。传统云台主要用于安防和监控行业,且多数都是固定云台,具有结构复杂、调速范围小的特点,而在机器人领域,不论是对外加机械臂的控制还是机器人视觉伺服控制都需要一个快响应、高精度的载体。因此研究适用于移动机器人的伺服控制云台具有重要的意义和应用价值。本文研究了一种适用于移动机器人的基于D