稻米浸水后γ-氨基丁酸（GABA）的积累及其分子机制研究

论文题目: 稻米浸水后γ-氨基丁酸（GABA）的积累及其分子机制研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 作物遗传育种

作者: 刘玲珑

导师: 翟虎渠

关键词: 稻米,氨基丁酸,谷氨酸脱羧发酶,克隆

文献来源: 南京农业大学

发表年度: 2005

论文摘要: 环境污染,饮食结构不合理,快节奏生活方式,社会老龄化等导致的“三高”疾病(高血糖、高血压、高血脂)、糖尿病、肾脏病、癌症、肥胖、骨质疏松和生长发育不均衡等现象在我国已相当普遍。特别是近年来高血压患病率不断上升,已经成为我国人群致死、致残的主要原因之一。采用药物疗法存在长期用药易产生药物依赖及副作用大的缺点,给患者带来极大心理和经济压力。通过研究和开发具有调节人体生理功能,满足不同和特殊消费群需要的活性物质,包括功能性蛋白质(低谷蛋白、14-16KD的抗过敏蛋白、大豆球蛋白)、活性多糖(如抗性淀粉等)、功能性油脂(富含不饱和脂肪酸的米油)、功能性维生素(β-胡萝卜素)、微量矿物元素(铁、锌、硒等)、黄酮类化合物、功能性肽和氨基酸(赖氨酸、色氨酸、γ-氨基丁酸)等功能性农作物新品种。实现“药食同源”,不失为一条经济有效的解决途径。同时通过农作物中功能成分的发掘利用,可望在增强人体机能和代谢平衡上发挥重要作用,从而达到提高农作物的附加值,扩大农作物的利用范围,使之成为新型功能保健品和食品工业的一种重要原材料。水稻是世界上最重要的粮食作物之一,全世界有二分之一的人口以水稻作为主食。富含γ-氨基丁酸(GABA)的水稻具有降低血压、调整血脂的功效,因此它可以作为高血压患者廉价的功能食品来源。 谷氨酸脱羧酶(GAD)是GABA合成的关键酶,我们对GABA富集的特异水稻材料W025和其来源品种金南风进行比较分析,结果表明:(1)GABA积累主要集中在胚部,浸水后W025的GABA积累量显著高于金南风。(2)随着浸水时间延长,谷氨酸脱羧酶(GAD)的活性呈逐渐增加趋势,W025胚部的酶活显著高于金南风。GAD活性的变化与GABA的积累显著正相关,表明浸水后种胚GABA的积累与谷氨酸脱羧酶的催化反应有关。(3)2个已知的谷氨酸脱羧酶基因OsGAD1与OsGAD2在W025和金南风之间没有转录水平的差异。提示可能存在其它的谷氨酸脱羧酶基因在浸水后GABA的积累中起重要作用。 因此,利用生物信息学和RT-PCR的方法。从水稻种胚中克隆了一个新的谷氨酸脱羧酶基因(OsGAD3,GenBank登录号:AY187941)。对克隆的新基因OsGAD3的功能鉴定表明:OsGAD3编码蛋白与OsGAD1、OsGAD2蛋白的同源性分别是75%,69%,但其亲源关系与双子叶植物的谷氨酸脱羧酶更接近。序列分析表明OsGAD3编码蛋白具有两个谷氨酸脱羧酶保守的结构域,即序列中部的磷酸吡哆醛(PLP)结合位点和

论文目录:

中文摘要

英文摘要

第一部分 文献综述

第一章 功能性水稻和品质基因工程的研究现状与展望

引言

1 功能性水稻的概念

2 功能性水稻研究的现状

3 水稻品质基因工程研究进展

3．1 改良淀粉品质的基因工程

3．2 改良蛋白质的基因工程

3．3 改良脂肪酸组成的基因工程

3．4 一个改良水稻维生素组成的成功范例

3．5 药用价值转基因水稻培育

4 功能性水稻研究的展望

第二章 富含γ-氨基丁酸水稻与γ-氨基丁酸代谢、调控

引言

1 富含γ-氨基丁酸(GABA)水稻的功效

2 国内外研究情况

3 植物中GABA的合成代谢途径

4 影响GABA合成代谢和积累的因素

5 GABA在植物中的生理作用

6 本研究的目的意义

本研究的技术路线图

第二部分 研究论文

第三章 稻米浸水过程γ-氨基丁酸的积累与其合成关键基因的表达

1 材料与方法

2 结果与分析

3 讨论

第四章 一个新的谷氨酸脱羧酶基因的克隆、序列分析与表达规律研究

1 材料与方法

2 结果与分析

3 讨论

第五章 一个新的谷氨酸脱羧酶基因5′端启动子的克隆与序列分析

1 材料与方法

2 结果与分析

3 讨论

第六章 水稻谷氨酸脱羧酶OsGAD3在大肠杆菌中的表达与重组蛋白特性研究

1 材料与方法

2 结果与分析

3 讨论

第七章 转基因拟南芥表达水稻谷氨酸脱羧酶基因OsGAD3的研究

1 材料与方法

2 结果与分析

3 讨论

全文结论

本论文中的英文缩写及译名

致谢

在读期间发表的论文

发布时间: 2005-07-19

参考文献

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