紫色甘薯塊根花青素積累的分子生理機(jī)制研究.pdf

1、甘薯(Ipomoea batatas(L.) Lam.)是世界上第六大重要的糧食作物,在我國(guó)的種植面積和產(chǎn)量現(xiàn)已居世界的首位。紫薯為一種特殊的甘薯品種,其塊根中含有大量的花青素。植物中的花青素是一類具有多種生理保健功能的水溶性天然色素。關(guān)于紫薯花青素的代謝調(diào)控已成為甘薯研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。目前,對(duì)于甘薯塊根中花青素的研究還處于起步階段,花青素在甘薯塊根中的合成和調(diào)控機(jī)理還不是很清楚,尚缺乏關(guān)于甘薯塊根的蛋白質(zhì)組學(xué)研究。
　　本課題以快

2、速生長(zhǎng)期的紫薯和黃薯的塊根為研究材料,比較了不同的塊根蛋白提取方法后選擇最適的提取方法,進(jìn)而對(duì)兩個(gè)不同甘薯品種塊根全蛋白利用雙向電泳技術(shù)進(jìn)行分離,通過ImageMaster7.0軟件分析差異表達(dá)蛋白。共檢測(cè)到800多個(gè)蛋白,其中具有顯著差異的蛋白有50個(gè),39個(gè)蛋白是上調(diào)表達(dá),11個(gè)蛋白是下調(diào)表達(dá)。經(jīng)過MALDI-TOF/TOF-MS鑒定后,48個(gè)成功匹配到NCBI數(shù)據(jù)庫(kù)中已知的蛋白,2個(gè)沒有匹配到。然后對(duì)其進(jìn)行功能分析,結(jié)果顯示,參與

3、淀粉代謝和糖酵解的蛋白占主要部分。分析并挑選與淀粉代謝相關(guān)的基因 SP,花青素合成相關(guān)的基因PAL、CHS、F3H、DFR、ANS、UFGT,和花青素轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)的基因VP24,對(duì)其進(jìn)行半定量和定量 PCR驗(yàn)證,然后結(jié)合生理指標(biāo)的測(cè)定,揭示了紫薯塊根中可能的花青素合成和轉(zhuǎn)運(yùn)的分子調(diào)控機(jī)理,具體如下：
　　1．分別對(duì)紫薯塊根中SP、PGM的蛋白水平、生理水平和SP的轉(zhuǎn)錄水平上的分析顯示,紫薯塊根中淀粉的降解可為花青素的合成提供前體物質(zhì)。

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　　2．VP24最早發(fā)現(xiàn)在甘薯塊根中產(chǎn)花青素的細(xì)胞液泡中, VCaB42被發(fā)現(xiàn)與液泡的形成有關(guān)。本實(shí)驗(yàn)中這兩個(gè)蛋白在紫薯塊根中的表達(dá)量高于黃薯塊根中,這可能肯定了紫薯塊根中VP24方式是花青素合成后轉(zhuǎn)運(yùn)到液泡中的方式之一。
　　3．14-3-3蛋白家族、GME等其他蛋白共同構(gòu)成了紫薯塊根中復(fù)雜的花青素合成代謝調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。
　　本課題為研究甘薯塊根花青素的合成調(diào)控機(jī)理提供了新的觀點(diǎn),為今后更深入的研究提供了試驗(yàn)基礎(chǔ)。

5、r>　　甘薯(Ipomoea batatas(L.) Lam.)是世界上第六大重要的糧食作物,在我國(guó)的種植面積和產(chǎn)量現(xiàn)已居世界的首位。紫薯為一種特殊的甘薯品種,其塊根中含有大量的花青素。植物中的花青素是一類具有多種生理保健功能的水溶性天然色素。關(guān)于紫薯花青素的代謝調(diào)控已成為甘薯研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。目前,對(duì)于甘薯塊根中花青素的研究還處于起步階段,花青素在甘薯塊根中的合成和調(diào)控機(jī)理還不是很清楚,尚缺乏關(guān)于甘薯塊根的蛋白質(zhì)組學(xué)研究。本課題以快速生

6、長(zhǎng)期的紫薯和黃薯的塊根為研究材料,比較了不同的塊根蛋白提取方法后選擇最適的提取方法,進(jìn)而對(duì)兩個(gè)不同甘薯品種塊根全蛋白利用雙向電泳技術(shù)進(jìn)行分離,通過ImageMaster7.0軟件分析差異表達(dá)蛋白。共檢測(cè)到800多個(gè)蛋白,其中具有顯著差異的蛋白有50個(gè),39個(gè)蛋白是上調(diào)表達(dá),11個(gè)蛋白是下調(diào)表達(dá)。經(jīng)過MALDI-TOF/TOF-MS鑒定后,48個(gè)成功匹配到NCBI數(shù)據(jù)庫(kù)中已知的蛋白,2個(gè)沒有匹配到。然后對(duì)其進(jìn)行功能分析,結(jié)果顯示,參與淀粉

7、代謝和糖酵解的蛋白占主要部分。分析并挑選與淀粉代謝相關(guān)的基因 SP,花青素合成相關(guān)的基因PAL、CHS、F3H、DFR、ANS、UFGT,和花青素轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)的基因VP24,對(duì)其進(jìn)行半定量和定量 PCR驗(yàn)證,然后結(jié)合生理指標(biāo)的測(cè)定,揭示了紫薯塊根中可能的花青素合成和轉(zhuǎn)運(yùn)的分子調(diào)控機(jī)理,具體如下：
　　1．分別對(duì)紫薯塊根中SP、PGM的蛋白水平、生理水平和SP的轉(zhuǎn)錄水平上的分析顯示,紫薯塊根中淀粉的降解可為花青素的合成提供前體物質(zhì)。