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高光诱导雨生红球藻产虾青素的转录组分析

2020-12-02阅读(958)

高光诱导雨生红球藻产虾青素的转录组分析

论文摘要

虾青素是一种类胡萝卜素含氧衍生物,天然虾青素具有很强的抗氧化性,在医药、保健品、化妆品,养殖等众多领域有着广泛的应用,雨生红球藻是天然虾青素的最好来源,利用雨生红球藻生产虾青素具有重要价值和广阔的发展前景,因此通过转录组挖掘与虾青素代谢相关的基因,提高雨生红球藻虾青素产量具有重要意义。本研究对FACHB712进行形态学与分子生物学鉴定,结果为雨生红球藻,通过涂布、划线法,毛细管显微分离法,再结合抗生素除菌方法,获得了无菌藻株,比较了液体、固-液双相保藏、低温甘油/二甲基亚砜保藏几种方法的保藏效果,固-液双相保藏效果最好,低温保藏最差,且低浓度保护剂保藏的细胞未能存活。光照、温度、氮、磷几种因素对雨生红球藻的胁迫结果显示,各胁迫因素均抑制了藻株的生长,甚至造成细胞的大量死亡,但对虾青素的积累具有明显促进作用。10000 Lux强光胁迫25 d,虾青素含量12.919 mg/g·dw,是对照组的22.80倍,25℃为虾青素积累的最适温度,最大值为7.183 mg/g·dw是对照组的8.87倍,氮、磷缺失胁迫,虾青素含量的最大值分别为7.419 mg/g·dw与4.780 mg/g·dw,同时期对照组的含量仅为0.638 mg/g·dw。对高光胁迫和对照组在不同时期的样品进行转录组测序,原始序列经质量评估、过滤、拼接等过程,得到41887个unigene,使用NR、NT、GO、KOG、eggNOG、Swiss Prot、UniProttrembl数据库进行注释。对高光胁迫5 d和15 d进行差异表达分析,结果显示上调表达基因2609个,下调表达基因10259个,高光胁迫15 d和对照组15 d差异表达分析,得到上调表达基因4703个,下调表达基因17197个,并对差异表达基因进行GO和KEGG富集分析。最后挖掘出与虾青素代谢相关的关键酶基因和转录因子,选取13个差异表达基因进行qRT-PCR验证,结果与测序分析的一致。经ARTP诱变得到4株突变株A21、A31、A34和A35,与原始株相比虾青素含量分别提高了61.71%、54.68%、56.24%和51.22%。

论文目录

  • 中文摘要
  • Abstract
  • 绪论
  •   1.1 雨生红球藻简介
  •   1.2 雨生红球藻积累虾青素的影响因素
  •     1.2.1 光照
  •     1.2.2 温度
  •     1.2.3 氮源
  •     1.2.4 磷源
  •   1.3 虾青素
  •     1.3.1 虾青素的结构与性质
  •     1.3.2 虾青素合成途径
  •     1.3.3 虾青素的来源
  •     1.3.4 虾青素的作用
  •   1.4 雨生红球藻转录组研究现状
  •   1.5 雨生红球诱变育种研究现状
  •   1.6 研究意义
  •   1.7 研究内容
  •   1.8 技术路线
  • 第一章 雨生红球藻鉴定、保藏及无菌化
  •   1.1 材料与仪器
  •     1.1.1 藻种
  •     1.1.2 主要试剂
  •     1.1.3 主要仪器
  •   1.2 实验方法
  •     1.2.1 藻种培养
  •     1.2.2 藻种鉴定
  •     1.2.3 藻种保藏
  •     1.2.4 藻种无菌化
  •   1.3 结果与分析
  •     1.3.1 形态学鉴定
  •     1.3.2 分子生物学鉴定
  •     1.3.3 藻种保藏
  •     1.3.4 藻种无菌化
  •   1.4 小结与讨论
  • 第二章 环境因素与营养元素对雨生红球藻的影响
  •   2.1 材料与仪器
  •     2.1.1 主要试剂
  •     2.1.2 主要仪器
  •   2.2 实验方法
  •     2.2.1 光照强度对藻生长和虾青素积累的影响
  •     2.2.2 温度对藻生长和虾青素积累的影响
  •     2.2.3 氮、磷胁迫对藻生长和虾青素积累的影响
  •     2.2.4 虾青素的提取与检测
  •     2.2.5 细胞密度检测
  •   2.3 结果与分析
  •     2.3.1 虾青素定量分析
  •     2.3.2 光照强度对雨生红球藻生长和虾青素积累的影响
  •     2.3.3 温度对雨生红球藻生长和虾青素积累的影响
  •     2.3.4 氮、磷胁迫对雨生红球藻生长和虾青素积累的影响
  •   2.4 小结与讨论
  • 第三章 雨生红球藻高光胁迫下转录组测序
  •   3.1 材料与仪器
  •     3.1.1 主要试剂
  •     3.1.2 主要仪器
  •   3.2 实验方法
  •     3.2.1 藻种处理与样品准备
  •     3.2.2 虾青素的检测
  •     3.2.3 RNA提取与c DNA文库构建
  •     3.2.4 数据质控与组装
  •     3.2.5 基因功能注释与差异表达分析
  •     3.2.6 差异表达基因验证
  •   3.3 结果与分析
  •     3.3.1 高光胁迫对藻株生长和虾青素含量的影响
  •     3.3.2 RNA提取与检测结果
  •     3.3.3 测序数据质量评估
  •     3.3.4 转录本拼接及长度分布
  •     3.3.5 基因功能注释
  •     3.3.6 高光胁迫条件下差异表达分析
  •     3.3.7 正常培养和高光胁迫培养条件下差异表达分析
  •     3.3.8 差异表达分析
  •     3.3.9 荧光定量RT-PCR验证差异表达基因
  •   3.4 小结与讨论
  • 第四章 雨生红球藻ARTP诱变育种
  •   4.1 材料与仪器
  •     4.1.1 主要试剂
  •     4.1.2 主要仪器
  •   4.2 实验方法
  •     4.2.1 藻种准备
  •     4.2.2 致死率计算
  •     4.2.3 诱变藻株筛选
  •   4.3 结果与分析
  •     4.3.1 致死率统计
  •     4.3.2 突变株筛选结果
  •   4.4 小结与讨论
  • 第五章 结论与展望
  • 附录1 荧光定量RT-PCR引物
  • 参考文献
  • 攻读学位期间承担的科研任务与主要成果
  • 致谢
  • 个人简历

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 潘艳飞

    导师: 陈由强

    关键词: 雨生红球藻,虾青素,转录组,高光,诱变

    来源: 福建师范大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 生物学,生物学

    单位: 福建师范大学

    分类号: Q943

    DOI: 10.27019/d.cnki.gfjsu.2019.001287

    总页数: 107

    文件大小: 3073k

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