山东木瓜品种资源收集、评价及药用成分合成相关基因挖掘.pdf

摘要 摘 要 木瓜作为药食同源植物，果实富含多种氨基酸、维生素和矿质元素，以及药 用价值的皂甙、黄酮类、熊果酸和齐墩果酸等大量有机酸，具有抗肿瘤、保肝、 降血糖、免疫调节和抗菌等多种生物活性。由于山东省木瓜品种资源收集与保护 工作滞后，导致木瓜品种资源的流失。本论文尝试开展山东省木瓜品种资源收集、 保存和评价工作，挖掘其药用成分合成基因资源，为木瓜育种及基因利用奠定基 础。 在山东省范围内收集木瓜品种资源 12 个，木瓜种子打破休眠研究发现 300mg/LGA3 处理提高发芽率24% ，而层积90 天处理提高发芽率20% ，两种方法 均能打破胚休眠现象，有效提高木瓜种子萌发率。对木瓜品种内含物测定结果表 明果实富含钾、钙和维生素C ，药用成分齐墩果酸和熊果酸在品种之间含量差别 较小，齐墩果酸含量约为0.29%，熊果酸含量约为0.18% 。 为了挖掘木瓜药用成分合成关键基因，对木瓜转录组进行了 Illumina HiSeq 2000 高通量测序。生物信息学分析找到次生代谢生物合成相关的 2980 个 UniGenes 。35 个 Unigenes 与齐墩果酸合成前体物质β-amyrin 合成相关，其中 16 个Unigenes 与催化2 ，3-氧化鲨烯合成β-amyrin 相关，19 个与介导β-amyrin 氧化 相关。克隆了Csβ-AS 基因，组织表达分析表明该基因在茎、叶和果中均有表达， 在果实中表达量最高。该基因原核表达出66KDa 的蛋白质，具有翻译蛋白质功能； 异源转化拟南芥后，转基因植株生长正常，定量分析表明该基因的表达量显著提 高。 论文通过山东省木瓜品种资源调查、收集和评价，开展了资源保存的配套繁 育技术研究，并对不同品种之间内含物含量进行了比较，获得了次生代谢相关基 因信息。对Csβ-AS 基因的组织特异表达模式、原核表达和异源转化拟南芥进行了 基因资源利用的尝试。这些研究结果为山东省木瓜品种资源保护与创新利用提供 了基础。 关键词：木瓜；资源收集；资源评价；转录组测序；药用成分；β-amyrin 合成酶 I 目录 目 录 第1 章 绪论 1 1.1 山东省木瓜品种资源现状与其利用进展 1 1.1.1 木瓜生物学特征、分布现状及营养价值 1 1.1.2 木瓜资源开发与利用途径 2 1.1.3 木瓜资源利用存在的问题与对策 3 1.2 木瓜药用成分合成基因研究进展 3 1.2.1 植物次生代谢中萜类化合物研究进展 4 1.2.2 木瓜齐墩果酸研究进展 6 1.3 研究目的和主要的研究内容 7 1.3.1 本论文中关注的关键科学问题和研究目的 7 1.3.2 本论文中主要的研究内容 7 1.4 本论文技术路线 9 第2 章 山东省木瓜品种资源收集与保存 11 2.1 材料与方法11 2.1.1 实验材料11 2.1.2 山东省木瓜品种资源收集方法11 2.1.3 木瓜种子打破休眠11 2.1.4 数据处理11 2.2 实验结果与分析 12 2.2.1 山东省木瓜品种资源收集与保存 12 2.2.2 山东省木瓜品种资源保存的配套繁育技术 12 2.2.3 小结 14 第3 章 山东省木瓜品种资源评价 15 3.1 材料与方法 15 3.1.1 实验材料 15 3.1.2 山东省木瓜品种资源表型评价 15 3.1.3 木瓜内含物和齐墩果酸和熊果酸成分评价 15 3.2 实验结果与分析 15

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