基本信息
- 项目名称：
- 白菜、甘蓝中决定花色等重要性状的F3'H基因的克隆与分析
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本研究首次克隆了白菜和甘蓝这两个芸薹属重要物种的F3'H基因的全长cDNA和基因组序列，对其基因和编码蛋白的结构和功能进行了系统的生物信息学分析，表明它们属于典型的F3'H基因，也发现了一些重要的分子生物学现象，如可变性转录起始位点和加尾位点。对白菜、甘蓝、甘蓝型油菜、拟南芥的F3'H基因进行了属内和属间比较基因组学分析，表明白菜和甘蓝的确是甘蓝型油菜的基因供体，芸薹属祖先中F...(查看更多)
- 详细介绍：
- 研究背景：类黄酮3'羟化酶(F3'H)是类黄酮物质生物合成的关键酶，参与决定花色、种皮色泽、茎叶表面花青素苷着色等重要性状; 研究内容：分别克隆白菜和甘蓝的全长F3'H基因，预测基因及其编码蛋白的结构特征、潜在功能和比较基因组学特征; 主要结果：所克隆的白菜F3'H（BrF3'H）和甘蓝F3'H（BoF3'H）的全长基因分别为3067bp和3128bp，都有3个GT/AG型...(查看更多)
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 基本思路：设计白菜、甘蓝全长基因扩增引物；提取总RNA和总DNA，反转录获得总cDNA第一链；PCR扩增F3'H基因的全长cDNA和DNA，琼脂糖凝胶电泳后，胶回收，连接，转化大肠杆菌，测序；对测序结果进行生物信息学分析。 目的：通过生物信息学分析预测该基因及其编码蛋白的结构特征、潜在功能和基因进化特点，对白菜、甘蓝、甘蓝型油菜、拟南芥的F3'H基因进行属内和属间比较基因组学分析。
科学性、先进性及独特之处
- 科学性：(1)首次克隆了白菜、甘蓝的全长F3'H基因(2)揭示了芸薹属F3'H的进化和比较基因组学特点(3)有助于阐明芸薹属植物类黄酮性状的分子机理和推动分子育种。 先进性：在研究手段和研究方案的制定和论文写作中，综合采用了分子生物学、分子遗传学、生物信息学、比较基因组学、分子进化等学科的新理论和新方法。 独特性：利用了电子克隆这一新技术辅助引物设计。
应用价值和现实意义
- 现实意义：本研究有利于阐明白菜、甘蓝、甘蓝型油菜的花色、种皮色泽、类黄酮保健成分等的分子机理，为分子育种提供目标基因。 实际应用价值：芸薹属白菜、甘蓝、甘蓝型油菜是重要蔬菜、油料或观赏作物，也是作物进化和比较基因组学研究热点。类黄酮是植物界的重要次生物质，影响多种性状。而决定花色等性状的类黄酮的产生均需类黄酮3'-羟化酶/F3'H的参与，F3'H对芸薹属具有重要的生物学功能和作物学价值。
学术论文摘要
- 类黄酮3'-羟化酶(F3’H)参与决定花色、种皮色素和茎叶着色等性状。本研究克隆了3067bp的白菜 F3’H(BrF3'H)和3128bp的甘蓝F3’H (BoF3’H)全长基因，它们都有3个内含子，前导序列有典型Kozak结构，5'UTR富含C而缺乏G，3'UTR有多处可能的poly(A)加尾信号。BrF3’H全长cDNA1871bp，编码511个氨基酸，蛋白分子量56....(查看更多)
获奖情况
- 2009年6月，第十一届“挑战杯”全国大学生学术科技作品竞赛重庆赛区一等奖
鉴定结果
- 2009年6月15日教育部科技查新工作站查新结论：在国内外检出文献中，未见如委托查新项目白菜、甘蓝中决定花色等重要性状的F3’H基因的克隆与分析一样的相关研究报道，也未见相关专利申请。
参考文献
- Johnston JS, Pepper AE, Hall AE, et al. (2005) Evolution of genome size in Brassicaceae. Ann Bot, 95: 229–235. Xu B-B, Lia J-N, Zhang X-K, et al. (2007) Cloning and molecular characterization...(查看更多)
同类课题研究水平概述
- 白菜(B. rapa)包含重要的油料和蔬菜作物，甘蓝(B. oleracea)包含了重要的蔬菜和观赏作物，由白菜和甘蓝天然杂交加倍而成的异源四倍体物种甘蓝型油菜(B. napus)是世界上重要的油料作物，它们均具有重要的经济和理论研究价值。 类黄酮是广泛存在于植物界的重要次生物质，影响多种性状。芸薹属花瓣和花粉的色素主要为黄酮醇，与吸引昆虫异花授粉、繁殖种子紧密相关，也赋予了...(查看更多)
