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玉米淀粉分支酶基因表达调控的研究

本项研究应用基因工程手段,克隆玉米淀粉分支酶基因的启动子和玉米淀粉分支酶基因,构建高效的反义表达载体和siRNA表达体系。通过农杆菌介导法和花粉管通道法将其导入玉米自交系,用以抑制淀粉分支酶基因的表达,调控淀粉的生物合成过程。以期通过基因工程手段,改变玉米淀粉合成途径,提高玉米直链淀粉的含量。取得如下结果:1.以玉米品种“吉糯1号”的基因组DNA为模板,通过PCR扩增得到玉米淀粉分支酶基因的启动子序列,克隆到pMD18-T Vector上,测序结果表明,该启动子大小为934bp。采用DNASIS软件进行启动子序列结构分析,发现该启动子含有种子特异表达所必需的元件,如TATA-box、CAAT-box、TACACAT序列、CATGCA序列、胚乳基序、GCN4基序和ACGT元件。与已报道的序列比较仅有14个核苷酸发生改变,同源性为98.5%。用该启动子取代植物表达载体pBI121的35S启动子,与gus基因编码区连接,构建成融合质粒  (本文共104页) 本文目录 | 阅读全文>>

四川农业大学
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玉米转录因子ZmEREB192、ZmEREB25参与胚乳淀粉合成的研究

淀粉是由单分子葡萄糖聚合而成的高分子化合物,被大量量应用于食品、工业等领域。玉米(Z.Mays)作为世界第一大粮食作物,其籽粒中约有70%的储藏物质是淀粉。玉米淀粉是化学成分最佳的淀粉之一,其生物合成路径是一个涉及众多酶的系统网络,其中有五类非常关键的酶,分别是:腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(ADP-glucose pyrophosphorylases,AGPases)、淀粉合成酶(starch synthases,SSs)、淀粉分支酶(starch branching enzymes,SBEs)、淀粉去分支酶(starch-debranching enzymes,DBE)以及淀粉磷酸化酶(starchphosphorylases,PHOs)。各类关键酶分别由不同基因编码。目前,生物学领域对关键酶酶学性质的探索已经比较彻底,但针对关键基因表达调控机理的研究却相对有限。转录调控是淀粉生物合成众多调控途径中非常重要的一种方式,且往往同...  (本文共70页) 本文目录 | 阅读全文>>

四川农业大学
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转录因子ZmNAM056调控玉米淀粉合成相关基因表达的初探

玉米(Zea may L.)是世界第一大粮食作物,种植面积和产量均居三大粮食作物之首,玉米淀粉也是各种植物淀粉中化学成分最佳的淀粉之一。如今,随着世界人口的日益增加,资源及耕地面积的日益减少,对作物产量及品质的要求也就越来越高。淀粉的生物合成过程的核心包括ADPG的合成,多糖链的延伸,多糖链的的分支,多糖链的去分支。淀粉的生物合成是一个十分复杂的过程,是在一系列酶的共同催化下完成的,在籽粒胚乳中淀粉合成的最后阶段涉及四类非常关键的酶类:腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(ADP-glucose pyrophosphorylase, AGPase)、淀粉合成酶(Starch synthase, SS)、淀粉分支酶(Starch branching enzyme, SBE)和淀粉去分支酶(Starch debranching enzyme, DBE)。目前对于淀粉相关合成酶的功能研究做得相对成熟,但对于淀粉合成相关酶的上游调控机制研究,即淀...  (本文共67页) 本文目录 | 阅读全文>>

四川农业大学
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ZmGRAS20和ZmEREB26参与玉米淀粉合成的分子调控机制

玉米(Z Mays)是世界主要粮食作物之一,其淀粉含量约占籽粒比重的70%左右,淀粉的理化性质会直接影响玉米的产量和品质。淀粉以光合作用产物蔗糖为原料,由多种关键酶共同参与合成,主要酶包括:腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(ADP-glucose pyrophosphorylase,AGPase)、淀粉合成酶(starch synthases,SS)、淀粉分支酶(starch branching enzymes,SBE)、淀粉去分支酶(starch-debranching enzymes,DBE)和淀粉磷酸化酶(starch phosphorylase,PHO)。目前,玉米籽粒中淀粉生物合成关键酶的功能已较为清楚,但对玉米淀粉合成关键酶基因上游存在的转录调控机制的研究却较少。在其他作物中的研究表明,淀粉生物合成过程中存在转录调控,转录调控通过调节淀粉生物合成关键酶基因的表达水平,调控淀粉的生物合成。因此,研究玉米淀粉生物合成过程中的分...  (本文共72页) 本文目录 | 阅读全文>>

吉林农业大学
吉林农业大学

玉米淀粉分支酶SBEⅡb基因启动子的克隆与功能分析

目前,基因工程中存在的主要问题是外源基因的表达水平、表达部位等问题,因此,作为调控基因表达关键元件之一的启动子的研究便成为基因工程研究的关键。启动子有组成型启动子(constitutive promoter)、组织特异性启动子(tissue-specific promoter)和诱导型启动子(inducible promoter)三种。迄今为止,植物表达载体中应用最广泛的是CaMV 35S组成型启动子,它导致外源基因在转基因植物的所有部位和所有发育阶段都表达,不但造成能源的浪费还会引起植物的形态发生改变,影响植物的生长发育。这就使人们越发注重特异表达启动子的研究和应用,使启动子在特定的组织和一定的发育时期启动基因表达,既保证了外源基因在植物体内的有效发挥又减少了对植物的不良影响。虽然已有许多特异启动子被相继克隆成功,但是较理想的、真正能应用于生产实践的组织特异性启动子并不多,种子特异性启动子更少。本文克隆的玉米淀粉分支酶sbe ...  (本文共76页) 本文目录 | 阅读全文>>

《生物技术通报》2006年S1期
生物技术通报

玉米淀粉分支酶基因启动子的克隆与功能分析

淀粉的合成是一个复杂的生化过程,淀粉分支酶是淀粉生物合成过程中的一个关键酶,它催化葡萄糖以α-(1,6)键连接,形成分支结构[1,2]。目前,对淀粉分支酶基因和淀粉分支酶已从分子生物学水平和生物化学方面进行了一定的研究。编码玉米SBEПa、SBEПb和水稻SBEI的cDNA已被克隆,并对SBEПa和SBEI的结构、表达和调控元件进行了初步的研究[3~9]。但到目前为止还没有鉴定出很确定的顺式作用元件。为此,本项研究以玉米品种“吉糯1号”的基因组DNA为模板,克隆玉米淀粉分支酶基因的启动子序列并将其与GUS基因编码区融合,用农杆菌介导法将融合质粒引入烟草,检测GUS基因在不同组织的表达活力,以研究sbeПb启动子在驱动外源基因表达方面的特性,从而为淀粉分支酶基因表达调控机制的研究提供有用的元件。1材料与方法1.1材料玉米(ZeamaysL.)“吉糯1号”由吉林农业大学王玉兰教授提供。菌种为E.coliDH5α,农杆菌EHA105。...  (本文共5页) 阅读全文>>

《吉林农业大学学报》2005年02期
吉林农业大学学报

玉米淀粉分支酶基因片段的克隆和植物表达载体的构建

淀粉是玉米籽粒的主要成分,在食品、医药、纺织、造纸、化工、石油等工业领域都具有十分广泛的用途。按结构差异可将淀粉分为直链淀粉和支链淀粉2种,其合成过程受到一系列酶的调控。淀粉分支酶是淀粉生物合成过程中的一个关键酶,它催化葡萄糖以α (1,6)键连接,形成分枝结构[1 2]。淀粉分支酶有SBE(A)和SBE(B)2大家族[3]。SBE(A)家族包括玉米SBEⅡa、玉米SBEⅡb、水稻SBEⅢ和豌豆SBEⅠ。SBE(B)家族包括玉米SBEⅠ、水稻SBEⅠ和豌豆SBEⅡ等。玉米SBE的3种同工酶:SBEⅠ、SBEⅡb主要存在于胚乳中,SBEⅡa主要存在叶片中,它们共同参与支链淀粉的合成[4 5]。近年来对淀粉分支酶基因和淀粉分支酶已从分子水平和生物化学方面进行了一定的研究,但淀粉分支酶基因的生理功能至今尚不十分清楚[7 8]。分离克隆淀粉合成相关基因的工作是阐明淀粉合成机理以及利用基因工程技术改良玉米淀粉品质的基础,具有重要的理论和实...  (本文共4页) 阅读全文>>