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高低油脂含量大豆成熟期胚抑制消减cDNA文库构建及其差异表达基因分析

摘要大豆(GlycinemaxL.)是当今世界上重要的食用油来源之一。我国是大豆的原产地,种质资源丰富、种类多、品质高、遗传多样性高。目前,在大豆脂肪酸代谢机理方面已经有一些研究,但这些研究多是从单个基因的角度,去研究脂肪酸的代谢途径,少有从大豆胚发育的角度,去研究脂肪酸合成代谢网络的报道。如何从这一复杂生化体系中找到关键的调控基因,阐明其生物学功能并朝符合人类需求的方向进行改造,对改良大豆脂肪酸组成提高油脂含量具有重要意义。“中豆32”和“油春02-6”是我国特有的大豆品种,两个品种的油脂含量分别为22.48%、17.72%,蛋白质含量分别为37.07%、44.07%,差异非常明显。利用抑制性消减杂交这一成熟的高效获得差异表达基因的技术,比较两个大豆品种发育过程中的基因表达差异,有利于筛选出调控油脂代谢的关键基因,为后期研究打下坚实的基础。课题主要研究如下: 利用抑制性消减杂交技术构建了以“中豆32”开花后36天胚为检测对象的正向cDNA文库和以“油春02-6”开花后36天胚为检测对象的反向cDNA文库。正反向抑制消减文库消减效率均在25以上,消减文库克隆经菌落PCR检测,有效重组率在90%以上,其中插入的cDNA片段大小在100bp到900bp之间,平均大小在434bp左右,构建比较成功。 通过对文库进行PCR和点杂交筛选,挑取了1337个阳性克隆进行测序,利用生物信息学对测序信息进行归并和分类,获得了32个在“中豆32”中高表达的特异基因和30个在“油春02-6”中高表达的差异基因。这些基因涉及到了蛋白质和油脂的合成、降解和转运,能量代谢以及胁迫响应几个方面。 通过对这62个基因进行不同组织表达情况的检测,得到了6个在胚中特异表达的基因,这6个基因分别为蔗糖结合蛋白、大豆种子成熟蛋白PM34、p24油脂蛋白B、脂氧合酶1、β-1,4-甘露糖苷酶和GDSL脂肪分解酶。为检测这6个基因在胚不同发育阶段的表达情况,用同样的方法分析了它们的时序表达情况。此外,还利用荧光定量PCR技术进一步分析了这六个基因在两个大豆品种中的定量差异。

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