紫苏苯丙氨酸解氨酶基因的克隆及序列分析

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1、分类号：Q781密级：(秘密、机密、绝密)学校代码：10057研究生学号：08840001紫苏苯丙氨酸解氨酶基因的克隆及序列分析CloningandSequenceAnalysisofthePhenylalanineAmmonia—lyaseGeneinPerilla专业名称：粮食、油脂及植物蛋白工程指导教师姓名：吕晓玲教授研究生姓名：孙雪梅申请学位级别：工学硕士论文提交同期：2011年1月论文课题来源：自选学位授予单位：天津科技大学天津科技大学学位论文原创性声明JIIH111111111111MrllJY2410773本人郑重声明：所呈交的论文是本人在

2、导师的指导下独立进行研究工作所取得的成果。除文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果内容，也不包括为获得天津科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：圈、雪J肄日期：为11年五月I}R知识产权和专利权保护声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师具体指导下并得到相关研究经费支持下完成的，其数据和研究成果归属于导师和作者本人，知识产权单位属天津科技大学；所涉及的创造性发明的专利权及使用权完全归天津

3、科技大学所有。本人保证毕业后，以本论文数据和资料发表论文或使用论文工作成果时署名第一单位仍然为天津科技大学。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。d·』，作者签名：醐、粤博同期：≯

4、1年弓月·l同学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，同意公布论文的全部或部分内容，允许论文被查阅和借阅。本人授权天津科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密ll(请在方框内打“、／”)，在年

5、解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密l帐请在方框内打“、J”)。作者签名：狐雪梅同期：≯一-＼年弓月IJ同导师签名：占嵫诊日期：如，f年；月i／同摘要本研究以紫苏嫩叶eDNA为模板，采用eDNA末端快速扩增(RapidamplificationofcDNAends，RACE)技术，首次从紫苏中克隆到迷迭香酸生物合成途径上的苯丙氨酸解氨酶(Phenylalanineammonia．1yase，PAL)基因(命名为PerPAL)全长cDNA序列，并对其进行了生物信息学分析和表达谱研究。通过对已报道的唇形科植物丹参、藿香等的PAL基因保守序列进行比对，设计

6、引物，采用RACE的方法克隆到2458bp的cDNA全长，包含2136bp的开放阅读框(ORF)，编码712个氨基酸，96bp的5’非编码区(5’UTR)和226bp的3’非编码区(3’UTR)。BLAST比对显示该基因与已报道的PAL基因具有很高的相似性，其核苷酸序列与丹参的相似度达90％，与藿香、黄芪的分别达85％和82％，氨基酸序列与丹参、藿香的相似度为88．69％，说明已成功克隆到PerPAL基因。用生物信息学软件对所克隆的紫苏尸P删三基因进行序列分析，结果表明：其编码的氨基酸的亲水性分析表现为亲水性；信号肽研究结果表明其不存在信号肽酶切位点，不

7、具有信号肽。同时，跨膜结构域预测结果显示其不具有跨膜结构域。对紫苏PAL蛋白前体的二级结构预测显示，其含有45．57％的a螺旋、11．11％的延伸链和43．32％的随机卷曲；进一步对其高级结构进行预测，得到了PerPAL蛋白的三维模型。PAL系统进化树分析结果表明，各PAL编码的蛋白均有明显的种属特性，PerPAL与唇形科植物的PAL亲缘关系最近，且剐三基因早在被子植物和裸子植物中就已经存在，是一个古老的基因。以紫苏fl-Actin基因作内标，采用RT—PCR法分析PP删三一J『基因在根、茎、叶的相对表达量，结果表明尸P删￡一J『基因在叶中的表达丰度最高

8、，茎中最低，推断PAL在紫苏各组织中的表达可能与迷迭香酸的合成成正相关。关键词：紫苏；苯丙氨酸解氨酶；基因克隆；序列分析ABSTRACTInthispaper,Phenylalanineammonia—lyase(PAL)genewasfirstlyclonedfromtheyoungleavesofPerillabyrapidamplificationofcDNAends(RACE)techniqueanditwasnamedPerPAL．Biologyinformationandexpressionpatternofthenovelgenewasst

9、udied．TheprimersofPerPALweredesignedbase