| 题名 | 长囊水云与海带甘露醇代谢途径相关基因的研究 |
| 作者 | 邵展茹 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2013-05 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 段德麟 |
| 关键词 | 海带 长囊水云 甘露醇 甘露醇-1-磷酸酶 甘露醇-2-脱氢酶 |
| 学位专业 | 海洋生物学 |
| 中文摘要 | 红藻、绿藻和褐藻是藻类三大主要门类，有各自独特的进化途径。褐藻起源于次级内共生，具有特殊的生理生化代谢过程。甘露醇和海带淀粉是褐藻主要的碳积累产物，研究甘露醇代谢途径及其相关基因的调控变化，有利于解析其与其它碳代谢途径的关系，对高甘露醇含量的褐藻定向选育及遗传改良具有重要意义。 本研究根据褐藻长囊水云（E. siliculosus）的基因组数据，完成了2种甘露醇-1-磷酸酶（EsM1Pase1和EsM1Pase2）基因的结构及功能验证。通过克隆EsM1Pases基因的全长序列，进行了M1Pases的三维建模解析及其在不同藻类中的直系同源分析。经体外表达与组氨酸标签纯化，获得高纯度EsM1Pase2，发现其特异性的以甘露醇-1-磷酸（M1P）为底物，催化甘露醇的合成，而NaCl可以抑制该酶活性。通过测定不同M1P浓度下EsM1Pase2的反应速率，计算了该酶Km和Vm等动力学参数。通过qPCR检测，发现EsM1Pases基因表达具有明显的昼夜节律性，与甘露醇含量的变化规律一致。分析表明，长囊水云的M1Pases属于卤酸脱卤酶超家族（HAD super-family）的新成员。 结合长囊水云基因组及海带（S. japonica）转录组数据，获得海带M2DH基因全长。qPCR检测结果表明，M2DH基因随海水盐度的降低，表达量增高；而在高浓度NaCl条件下，该基因几乎不表达，表明其对于低盐刺激具有较强的耐受性。在0.2-0.8 mM H2O2处理及短时（0-2 h）干露条件下，M2DH基因表达量逐步升高，推测海带通过合成更多甘露醇来应答胁迫。1 mM H2O2和3 h以上干燥处理，该基因几乎不表达，推测海带仅可适应适度的高氧及干旱胁迫。2-6 h的白光及蓝光照射组，M2DH基因表达量均高于黑暗组，而8-10 h的黑暗处理能够上调该基因表达，推测不同光质诱导下，M2DH基因可能通过催化可逆反应的不同方向来调节甘露醇的含量。通过化学分析，检测甘露醇含量在不同品系、季节和部位的海带中均有差异。 本研究为深入解析褐藻中甘露醇代谢途径与甘露醇积累的关系提供理论依据，也为含高甘露醇海带的选育及遗传改良提供参考。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2014-08-08 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.qdio.ac.cn/handle/337002/17741]  |
| 专题 | 海洋研究所_实验海洋生物学重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 邵展茹. 长囊水云与海带甘露醇代谢途径相关基因的研究[D]. 中国科学院研究生院. 2013. |
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