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中国新主粮为何是马铃薯？(1)
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在被引种到中国将近五个世纪后，这种多年生草本作物开始正式被确定为中国人的主粮之一。农业部日前发布《农业部关于推进马铃薯产业开发的指导意见》（以下简称《意见》），将马铃薯作为主粮产品进行产业化开发，提出2020年马铃薯种植面积扩至1亿亩以上，适宜主食加工的品种种植比例达到30%，主食消费占马铃薯总消费量的30%。第1代马铃薯主食产品上市--《粮食科技与经济》2015年03期
第1代马铃薯主食产品上市
【摘要】：正6月1日,由中国农业科学院农产品加工研究所研制、海乐达食品有限公司生产的首批第1代马铃薯主食产品——30%马铃薯全粉馒头在北京上市销售。据介绍,马铃薯馒头营养更丰富、更均衡、更健康,而且芳香浓郁、口感松软。自2013年农业部提出在我国实施马铃薯主食产品及产业开发发展战略近2年来,中国农科院加工所薯类科研团队以开发适合于中国居民饮食习
【关键词】：
【分类号】：S532;F326.11【正文快照】：
6月1日,由中国农业科学院农产品加工研究所研制、海乐达食品有限公司生产的首批第1代马铃薯主食产品——30%马铃薯全粉馒头在北京上市销售。据介绍,马铃薯馒头营养更丰富、更均衡、更健康,而且芳香浓郁、口感松软。自2013年农业部提出在我国实施马铃薯主食产品及产业开发发展
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京公网安备75号Patatin SK24-1基因对马铃薯块茎发育的影响--《华中农业大学》2013年硕士论文
Patatin SK24-1基因对马铃薯块茎发育的影响
【摘要】：Patatin是马铃薯块茎内主要的贮藏蛋白,patatin与一般块茎贮藏蛋白相比,具有酯酰水解酶(Lipid acyl hydrolase, LAH)和抗氧化性的活性。研究发现patatin的LAH活性能够非特异性的催化多种酰基脂类水解,当植株受到病害或虫害时,patatin会大量表达从而引发植株发生防卫反应；patatin具有抗氧化和抗自由基的活性,能够清除自由基、抑制羟基自由基介导的DNA损伤；此外,patatin基因家族部分成员的表达,能够增加植株的耐受性。
在此之前,本实验室克隆到了patatin基因家族的一员,命名为SK24-1,通过马铃薯的遗传转化初步证实了SK24-1基因的表达能够影响块茎的形成。通过ELISA测定了块茎形成过程中激素含量的变化,推测块茎的形成可能与茉莉酸(JA)与赤霉素(GA3)的平衡有关。并且,patatin家族的大多数成员都具有酯酰水解酶的活性,SK24-1基因是否也具有酯酰水解酶的活性,从而参与茉莉酸的合成,影响块茎的发育呢?至今还没有明确的定论。
在前期研究的基础上,本实验旨在阐明SK24-1基因在块茎形成过程中的作用机制。围绕着这个目标,首先将SK24-1基因在体外诱导表达、纯化后进行LAH酶活性的测定,证明了SK24-1基因具有酯酰水解酶活性。以鄂马铃薯3号试管薯为受体材料,进行马铃薯的遗传转化,获得了超量表达SK24-1基因、干涉SK24-1基因和干涉patatin基因家族的转基因株系,对转基因株系内源MeJA、GA3含量、LAH活性、结薯状况的变化进行了测定。主要研究结果如下：
1.构建了SK24-1基因体外表达载体pGEX-SK24-1,将SK24-1基因在体外表达和纯化后进行酯酰水解酶活性的测定,三次独立重复实验都证明了SK24-1基因具有酯酰水解酶的活性,比活U (U/min-mg protein)=73.228。
2.构建了组成型启动子CaMV35S驱动的RNAi SK24-1基因(pHellsgate-SK24-1)和RNAi基因家族的干涉载体(pHellsgate-patatin)。以品种鄂马铃薯3号(E3)为受体进行遗传转化,共获得了超量表达SK24-1基因的转基因株系22株,SK24-1基因RNAi转基因株系13株,patatin基因家族的RNAi转基因株系15株。
3.经RT-qPCR分析,超量表达SK24-1基因的各个转基因株系基因表达量与E3相比明显的上调的表达；干涉SK24-1的转基因株系仅获得一株基因表达量有所下降的株系(SK24-1-Ri-E3-14),有7株与E3相比有十分明显的上调表达；干涉patatin基因家族的转基因株系其基因表达量明显下调,部分转基因株系生长受到了影响,生长迟缓,植株细弱。
4.对植株内源激素MeJA和GA3的测定发现,超量表达SK24-1基因能够提高块茎形成过程中MeJA的合成水平。与E3相比,超表达株系MeJA/GA3的比值在2周、3周时明显高于E3；干涉SK24-1单基因,则对茉莉酸的合成水平没有造成明显的影响；干涉patatin家族后植株体内茉莉酸的合成水平变化较大,但是没有明显的变化规律。
5.提取植株粗蛋白进行LAH活性的测定发现,与E3相比,超表达株系LAH活性有所上升,而干涉SK24-1基因和patatin家族则对植株LAH活性没有明显的影响。
6.对转基因植株和E3进行了结薯情况的观察和统计,超表达SK24-1基因的转基因株系在结薯数目、结薯株率、单株结薯率和平均薯重上与E3相比都有明显的增高；干涉SK24-1单基因的株系结薯情况与E3相比没有显著的变化；干涉patatin家族的株系结薯显著下降。与E3相比,所有的转基因株系结薯时间都明显的提早。
7.回归分析可知,SK24-1基因的导入与敲除,影响了马铃薯植株内MeJA/GA3的平衡,进一步影响了块茎的形成；其所引起的内源MeJA含量的改变对块茎形成影响较小；植株LAH活性发生变化,且LAH活性与块茎形成高度相关,LAH活性的改变影响了MeJA的生物合成,但是低度相关,MeJA的生物合成在部分程度上受到了SK24-1基因的影响。
本研究明确了SK24-1基因在块茎形成过程中作用的生理机制,即SK24-1基因具有酯酰水解酶活性,介导了茉莉酸的生物合成,从而参与了马铃薯试管薯的形成与调控。
【关键词】：
【学位授予单位】：华中农业大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2013【分类号】：S532【目录】：
目录4-6摘要6-8Abstract8-11缩写词表11-12第一章 前言12-25 1.1 马铃薯现状12 1.2 马铃薯块茎发育机理及调控12-15
1.2.1 块茎发育机理12-13
1.2.2 块茎发育的调控13-15 1.3 Patatin的发现、含量及分布15-16
1.3.1 Patatin的发现及含量15
1.3.2 Patatin的分布15-16 1.4 Patatin基因家族及差异16-17 1.5 Patatin基因的生理功能17-20
1.5.1 Patatin的酶活性17-18
1.5.2 Patatin的生理功能18-20 1.6 Patatin基因表达的调控20-22
1.6.1 环境因子20-21
1.6.2 植物激素21
1.6.3 顺式作用元件与反式作用因子21-22 1.7 研究基础22-23 1.8 研究的目的和意义23-25第二章 材料与方法25-33 2.1 实验材料25-26
2.1.1 植物材料25
2.1.2 菌种、质粒以及引物25
2.1.3 实验试剂及仪器25-26 2.2 实验方法26-33
2.2.1 基因序列的生物信息学分析26-27
2.2.2 表达载体的构建27-29
2.2.3 SK24-1蛋白的体外表达及SDS-PAGE检测29
2.2.4 SK24-1蛋白的纯化29-30
2.2.5 蛋白质含量的测定30
2.2.6 酯酰水解酶活性(LAH)的测定30
2.2.7 马铃薯的遗传转化及转基因植株的PCR鉴定30-31
2.2.8 RT-qPCR分析植株基因的表达量31
2.2.9 植株内源激素的提取31-32
2.2.10 植物激素的酶联免疫吸附测定法(ELISA)32
2.2.11 转基因植株蛋白质含量的提取与测定32-33第三章 结果与分析33-54 3.1 SK24-1基因的生物信息学分析33 3.2 表达载体的构建33-35
3.2.1 原核表达载体pGEX-SK24-1的构建33-34
3.2.2 RNAi载体pHellsgate-SK24-1、pHellsgate-patatin的构建34-35 3.3 SK24-1蛋白的体外表达及SDS-PAGE检测35-36 3.4 SK24-1蛋白的纯化36-37 3.5 体外表达的蛋白质含量测定37-38 3.6 酯酰水解酶活性(LAH)的测定38-39 3.7 转基因植株的PCR鉴定39-41 3.8 RT-qPCR分析植株基因的表达量41-43 3.9 植株内源激素的提取及ELISA测定43-47 3.10 植株酯酰水解酶活性的测定47-48 3.11 SK24-1基因及patatin基因家族对试管薯形成的影响48-50 3.12 SK24-1基因对激素、LAH及结薯影响的回归分析50-54第四章 讨论54-60参考文献60-69致谢69
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