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石栗,系大戟科木本油料作物,其种子含有丰富的油脂,是一种极其重要的生物质能源植物。本文首先对石栗不同单株成熟果实中种子主要内含物含量进行了测定与比较分析及石栗果实在不同发育时期中种子可溶性蛋白、可溶性糖和油脂的含量进行测定研究。随后,克隆石栗嫩叶ACCase中β-CT亚基(羧基转移酶)的accD基因的全长cDNA序列,并对其进行生物信息学分析,为今后利用该基因和提高油料作物种子含油量的研究提供参考。最后,以石栗树嫩叶为材料,用RT-PCR克隆出石栗树嫩叶中actin基因片段,为研究其它基因在石栗嫩叶中的表达和调控提供内参。本论文的主要研究结果如下:
1、石栗种子内含物变化的动态研究
石栗不同单株的果实出仁率、种子含水量、油脂和蛋白质的含量均存在不同程度的差异,而且种子含水量的高低与果实出仁率、油脂及蛋白质的含量之间存在相关性。不同的石栗单株油脂含量在62%~68%之间,石栗种子蛋白质含量在15%~23%之间。种子发育过程中,可溶性蛋白最高含量为开花后180天达到210.32 mg/g,最低含量为开花后75天达到66.34 mg/g;种子可溶性糖最低含量为开花后180天达到32.05mg/g,可溶性糖的最高含量开花后105天达到99.52 mg/g;种子油脂的最高含量为开花后180天达到68.33%,最低含量为开花后75天达到8.15%。
2、石栗accD基因的全长cDNA克隆及序列分析
根据已知植物(如麻风树和蓖麻)accD基因的保守区域设计简并引物,以石栗嫩叶为材料提取总DNA和总RNA,利用简并PCR和RACE技术克隆accD基因的全长cDNA序列为1789bp,其包含1509bp的开放阅读框,可编码503个氨基酸的蛋白质。Genbank登录号为:KC255250,并命名为amaccD。
3、石栗actin基因片段的克隆及序列分析
以石栗嫩叶为材料,利用RT-PCR技术克隆actin基因一段长度为396bp的核苷酸序列,可编码132个氨基酸的蛋白。所得序列与GeneBank中已登录的actin基因序列比对,显示它们之间的核苷酸序列的同源性高达90%以上,这表明所克隆片段为actin基因片段,在GeneBank中注册的登陆号为KC767896,并命名为amactin。