【摘 要】
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小桐子（Jatropha curcas L.）因其种子含油量高而被认为具有良好的发展前景,并且在生物制药等方面也有广阔的开发前景。但是由于小桐子种植范围较窄,并且种子的产量低,无法大面积推广,因此急需进行遗传改良的研究。树皮贮藏蛋白（bark storage protein,BSP）是多年生木本植物在越冬时氮储存的一种形式。本研究从小桐子基因组数据库中鉴定到6个小桐子BSP基因（JcBSP）家族成
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小桐子（Jatropha curcas L.）因其种子含油量高而被认为具有良好的发展前景,并且在生物制药等方面也有广阔的开发前景。但是由于小桐子种植范围较窄,并且种子的产量低,无法大面积推广,因此急需进行遗传改良的研究。树皮贮藏蛋白（bark storage protein,BSP）是多年生木本植物在越冬时氮储存的一种形式。本研究从小桐子基因组数据库中鉴定到6个小桐子BSP基因（JcBSP）家族成员,对JcBSP1-6进行了表达谱分析,并进一步对其中的JcBSP1进行了功能分析。主要研究结果如下:1.分析JcBSP基因家族6个成员的蛋白序列,发现它们都含有一个保守结构域PNPUDP1,属于磷酸化酶超家族。进一步通过进化树分析发现JcBSP1、JcBSP5和JcBSP6与大戟科其它植物BSP同源物亲缘关系较近,JcBSP2、JcBSP3和JcBSP4与杨树BSP同源物亲缘关系较近。2.为了检测成年小桐子不同组织部位中JcBSP基因家族成员的表达模式,采用了 qRT-PCR技术,结果显示它们具有不同的表达模式。在一年中不同时间点检测了成年小桐子茎中JcBSP基因家族各成员的表达量变化,发现JcBSP1的表达量变化趋势与已报道的其他植物中在秋冬季节积累,春夏季节减少的趋势最相符。同时检测发现成年小桐子茎中的总蛋白浓度与JcBSP1的表达变化趋势一致且两者之间具有显著相关性,因此推测JcBSP1可能是JcBSP基因家族中在氮储存和利用过程中起主要作用的成员。3.对小桐子幼苗分别进行低温处理和施加不同浓度氮素的处理,检测JcBSP基因家族各成员的表达量,发现JcBSPs分别受到这两种处理的诱导,但是受诱导表达的程度不同。4.构建JcBSP1过表达载体35S:JcBSP1,然后分别对拟南芥和小桐子进行转化,发现转基因拟南芥的莲座叶、花和种子变大,并且种子的重量和产量显著增加。初步说明了JcBSP1对植物叶片、花和种子的发育都有影响。JcBSP1转基因小桐子植株尚处于生长发育早期阶段,其表型变化还有待后续观察。本研究结果为更深入地研究JcBSPs的生物学功能奠定了基础。
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