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《基因表達(dá)與調(diào)控課程論文-植物赤霉素20-氧化酶基因的克隆、表達(dá)和調(diào)控技術(shù)研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、成績碩士研究生課程論文課程名稱基因表達(dá)與調(diào)控提交時(shí)間學(xué)號(hào)姓名所在學(xué)院任課教師植物赤霉素20-氧化酶基因的克隆、表達(dá)和調(diào)控技術(shù)研究摘要目前，赤霉素（GA）生物合成研究最普遍的途徑主要是編碼生物合成酶基因的克隆以及GA缺陷和GA不敏感突變體的研究。主要包括內(nèi)柯巴基焦磷酸合酶和內(nèi)貝殼杉烯合酶的克?。挥衩字芯幋a細(xì)胞色素P450的Dwarf-3基因的發(fā)現(xiàn)，盡管它的功能未知；GA20-氧化酶和3β-羥化酶基因的克隆。這些酶的cDNA和基因組克隆的可用性使得通過GA濃度被環(huán)境和內(nèi)源性因子調(diào)控的機(jī)制得以在分子水平進(jìn)行研究。揭示赤霉素20-氧化酶基因的分子特征,通
2、過轉(zhuǎn)基因技術(shù)調(diào)控植物體內(nèi)活性赤霉素的含量,可為改良品種提供新的思路。本文從赤霉素20-氧化酶基因的克隆、表達(dá)調(diào)控及其在植物基因工程中的應(yīng)用等方面進(jìn)行了綜述。關(guān)鍵詞赤霉素20-氧化酶；基因克隆；表達(dá)調(diào)控；突變體前言生物活性的赤霉素控制著植物生長和發(fā)育的各個(gè)方面，包括種子發(fā)芽、莖的延伸、葉片擴(kuò)大以及花和種子的發(fā)育。已從植物中鑒定出136種GA，其中只有少數(shù)具有生物活性[1]，如GA1、GA3、GA4和GA7等。因此，許多存在于植物中的無生物活性的GA作為生物活性形式或者失活代謝物的前體。目前，已經(jīng)通過一些途徑鑒定出許多編碼GA代謝的酶的基因，如從富含
3、GA酶的植物中進(jìn)行常規(guī)的酶純化、cDNA表達(dá)文庫的功能篩選或者在GA缺陷的矮化突變體中采用分子遺傳途徑?，F(xiàn)在，在模式生物物種中基因組學(xué)工具的使用加速了涉及GA代謝途徑的更多基因的鑒定。但是，我們對(duì)GA代謝相關(guān)基因研究仍然不足，一些編碼酶的功能未知的基因剛剛被鑒定。赤霉素的生物合成過程可分為3步:第1步在質(zhì)體中進(jìn)行。由牦牛兒牦牛兒焦磷酸(geranylgeranylpyrophosphate,GGPP)在古巴焦磷酸合成酶(copalpyrophosphatesynthase,CPS)和內(nèi)根-貝殼杉烯合成酶(ent-kaurenesynthase,K
4、S)催化下環(huán)化為赤霉素的前身內(nèi)根-貝殼杉烯(ent-kaurene)。第2步在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中進(jìn)行。從內(nèi)根貝殼杉烯氧化為GA12-醛(GA12-aldehyde)。第3步在細(xì)胞質(zhì)溶膠中進(jìn)行。GA12醛進(jìn)一步氧化為不同的GAs。在植物里形成活性赤霉素主要有3條主要途徑:早期3-羥基化途徑(GA14→GA37→GA36→GA4→GA34)、早期13-羥基化途徑(GA53→GA44→GA19→GA20→GA1→GA8)和早期非13-羥基化途徑(GA12→GA15→GA24→GA9→GA4→GA34)[3-4]。關(guān)于赤霉素生物合成途徑中赤霉素20(GA20)-氧
5、化酶基因的研究取得了較大的進(jìn)展,在本文中，主要就這種酶基因的克隆、表達(dá)調(diào)控及其在植物基因工程中的應(yīng)用等方面進(jìn)行了綜述,旨在揭示赤霉素20-氧化酶基因的分子特征,為通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)調(diào)控植物體內(nèi)活性赤霉素的含量和改良品種提供新的思路。1GA20-氧化酶基因的克隆在植物體中存在多個(gè)GA20-氧化酶基因,共同組成一個(gè)小基因家族,對(duì)植物莖的伸長、葉和花的伸展等生長發(fā)育起著關(guān)鍵性作用[5-6]。由GA20-氧化酶基因編碼的GA20-氧化酶不斷氧化GA12到GA9和GA12到GA20的C-20,把赤霉素C-20以二氧化碳的形式除去,使之形成具有生物活性的C-19
6、形式的GAs。GA20-氧化酶是一種多功能酶,不僅是一種參與赤霉素生物合成的氧化酶,而且是赤霉素生物合成過程中的關(guān)鍵限速酶,GA20-氧化酶控制著有生物活性的GA1和GA4的生物合成數(shù)量。1.1GA20-氧化酶基因的分離GA20-氧化酶基因已從許多植物中被分離鑒定。GA20-氧化酶基因的發(fā)現(xiàn)和研究最早是從南瓜GA20-氧化酶的純化開始的。Lange等1994年利用蛋白質(zhì)抗體技術(shù),從南瓜胚乳表達(dá)文庫中篩選出編碼GA20-氧化酶的cDNA?；谀瞎螱A20-氧化酶基因序列的發(fā)現(xiàn),以及克隆基因策略的不斷發(fā)展,克隆其他物種的GA20-氧化酶基因成為可能。
7、例如,在擬南芥中有5個(gè)GA20-氧化酶基因(AtGA20ox1-AtGA20ox5)被分離出來,其共同組成一個(gè)小基因家族[7];采用同源克隆結(jié)合BAC(bacterialartificialchromosome)文庫篩選的方法克隆了小麥中的GA20-氧化酶基因[8];應(yīng)用基因組步移法則克隆了板栗中的GA20-氧化酶基因(CmGA20ox1)[9];通過赤霉素誘導(dǎo)結(jié)合RT-PCR技術(shù)成功獲得甘蔗GA20-氧化酶基因[10];卡里佐枳橙[C.sinensis(L.)Osbeck×Poncirustrifoliata(L.)Raf.,CarrizoCi
8、trange]中的GA20-氧化酶基因(CcGA20ox1和CcGA20ox2)也通過RT-PCR等技術(shù)被克隆[2]。在所有的赤霉素生物
