论文题目：形成层定位表达基因调控植物生长与性状研究.doc

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1、形成层定位表达基因调控植物生长与性状研究（作者：陆海导师：蒋湘宁）摘要人类社会用的木材、纤维、化工原料、能源等大多是通过树木的工业损耗来满足的。为了满足不同的用途，人们希望可以通过基因工程的手段来调控树木中纤维素与木质素的比例。在本研究中用聚合酶链式反应技术首次成功地从草本植物亚洲菜豆、木本植物刺槐、银杏和毛白杨中克隆得到在形成层定位表达的富甘氨酸结构蛋白基因（GRP1.8）启动子。与草本植物GRP1.8基因启动子序列相比较，同源性达95%以上。用聚合酶链式反应（PCR）技术并首次成功地从木本植物毛白杨中克隆得到了木质素生物合成途径中关键酶4-香豆素

2、辅酶A-连接酶1（4CL1）基因及其启动子。将其启动子序列与颤杨4CL1启动子序列相比较同源性为86%。mRNA序列及其推导翻译的蛋白序列与颤杨4CL1酶蛋白序列比较，同源性为97%。在DNA序列中含有4个内含子。将4CL1酶蛋白在大肠杆菌中表达、分离、纯化、复性后获得一个58KD大小的蛋白质进行4CL1酶活性测定。利用生物信息学知识对该蛋白三维空间结构进行了模拟，成功的得到了该蛋白的理论三维空间结构模型。分别将花揶菜病毒启动子(35S)、刺槐GRP1.8启动子、毛白杨4CL1启动子与毛白杨4CL1基因相融合连接构建成转基因表达载体转入烟草，对转基因

3、烟草4CL1酶活性、木质素含量和纤维素含量进行测定。关键词：富甘氨酸结构蛋白（GRP1.8）启动子，4-香豆素辅酶A-连接酶1（4CL1），转基因植物，三级结构，分离纯化RegulationofPlantGrowthandWoodQualitybyCambium-SpecificExpressedGenes（LuHaiDirectedbyProf.JiangXiangning）Abstract:Ligninisthemajorpolymerofcellwallinvascularplants,whichprovidesmechanicalstreng

4、thtothestemandprotectscellulosefibersfromchemicalandbiologicaldegradation.Itiscriticallyimportantregulateofratiooflignintofibreinplants.Thetissue-specificpromotersGRP1.8werePCRamplifiedfromtotalDNAextractedfromvariestreespeciessuchasGinkgobiloba,Populustomentosa.Comparingwithth

5、esequenceofFrenchbean,thesequenceshomologywas97%..Thetissue-specificpromoters4CL1werePCRamplifiedfromtotalDNAextractedfromPopulustomentosa.ComparingwiththesequenceofAspen,thesequenceshomologywas86%.ThemRNAandgenomicsequencesencoding4-coumarte:coenzymeAligase(4CL1)isclonedfromPo

6、pulustomentosa.ComparingwiththesequencesofAspen,thesequenceshomologywas97%.Thereare4intronsinthe4CLDNAsequencesofPopulustomentosa.Therenatured4CL1proteinwereone-steppurifiedfromdenaturedinclusion-bodyheterologuslyoverexpressedinE.colibyhis-tagaffinitychromatograpy.Basedontheclo

7、nedandsequencedcDNAfromPopulustomentosa,wehaveobtainedadeductedaminoacidsequenceofandfoldeditsthesecondaryandadvanced3Dstructureinvariespatternwiththecomputersoftwares.Intermediatevectorwasconstructedbyinserting4CL1geneintovectorpBI121toproduceanon-tissue-specificconstitutively

8、activepromoter(CaMV35S-4CL1)drivingvector.Intermediate