植物表皮蜡质相关文献阅读.docx

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植物表皮蜡质相关文献阅读

蜡质相关文献阅读

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菊科千里光蜡质合成相关蛋白

[Themajorcuticularcomponentshavebeenshowntobesynthesizedintheepidermis.Therefore,cloningofepidermis-specificgenescouldyieldinformationtobeusedtoisolateandcharacterizetheenzymesinvolvedinthecuticlebiosynthesis.AsubtractivecDNAlibrarywaspreparedfromSenecioodorusinwhichepidermis-specificcDNAswereenriched.Differentialscreeningofthelibraryusingepidermalandnon-epidermalprobesrevealedtwocDNAs.Oneofthemdesignatedepi425wasidentified,basedonthesequencehomology,asamemberofanewclassintheLTPgenefamilyandtheotherclonedesignatedepi23asageneencodinganaldehydedecarbonylase.Northernblotanalysesshowedthatepi425andepi23cDNAshybridizedwithatranscriptofabout600and2,100nucleotides,respectively,fromtheepidermisbutnotfromthenon-epidermaltissues.Furthercharacterizationofthesecloneswillprovidemoreinformationonthemechanismofthecuticlebiosynthesis.]（3）

SenecioodoruslipidtransferproteinmRNA,3'endGenBank:

L33792.1

lipidtransferprotein[Senecioodorus]GenBank:

AAA33934.1

千里光多年生草本。

茎木质细长，高约2～5米，曲折呈攀援状，上部多分枝，有脱落性的毛。

叶互生；椭圆状三角形，或卵状披针形，长7～10厘米，宽3.5～4.5厘米，先端渐尖，基部戟形至截形，边缘具不规则缺刻状的齿牙，或呈微波状，或近于全缘，有时基部稍有深裂，两面均有细软毛。

头状花序顶生，排列成伞房花序状，头状花序径约1厘米；总苞圆筒形，苞片10～12片，披针形或狭椭圆形，长5～6毫米，宽2毫米，先端尖，无毛或少有细毛；周围舌状花黄色，雌性，约8朵，长约9毫米，宽约2毫米，先端3齿裂；中央管状花，黄色，两性，长约6.5毫米，先端5裂。

瘦果圆筒形，长约3毫米，有细毛；冠毛长约7毫米，白色。

花期10月到翌年3月。

果期2～5月。

生于路旁及旷野间。

可否从这个蛋白入手?

测蜡质的方法：

●3.1.Collectionofepicuticularwaxfromraspberryplants,samplepreparationandanalysisbyGCandGC±MSandconductofbiosassaywithaphidsDetailsofplantgrowth,samplecollection,analyticalinstrumentation,chromatographicconditionsandana-lyticalmethodologyforchemicalanalysisofthewaxbyGCandGC±MS,aregivenintheprecedingpaperandbyShepherdetal.（1995a）.（4）

●

●Surfacewaxfromthetop3cmofboltingstems,followingremovalofbuds,flowersandsiliques,wasextractedinhexanefor30s.Total[intracellularandcuticular]waxcomponentswereextractedfromepidermalpeelsbyimmersionofepidermalpeelsinhexane.Toallextracts,10μgof17:

1FAMEinternalstandardwereaddedandtheextractswerethendriedunderastreamofnitrogengas.N,Obis（trimethylsilyl）trifluoroacetamidewith1%trimethylchlorosilanewasaddedandderivatizationofsamplesproceededat80oCfor90min,followedbyanalysisonanHP6890GCsystem.TheGCcolumnwasanHP-5（30mlength,0.32mmcapillarydiameter）withheliumascarriergas.Thewaxprogramusedaninitialtemperatureof140oC,increasingat4oCmin-1to320oCwhereitremainedfor10min.Waxcomponentswereidentifiedbyretentiontimes,comparedtoknownstandards,andquantifiedbasedonflameionizationdetectorpeakareas,comparedtotheinternalstandard.Waxloadswereexpressedperunitsurfacearea,whichwascalculatedfromstemdiameters（measuredmicroscopicallyonfreehandsections）and3cmlength.ResultswereconfirmedbyindependentGCandGC-MSanalysesusingthemethodsasoutlinedinR.Jetter,S.SchäfferPlantPhysiol.126,1725（2001）（5）.

AnalysisofCuticularWaxCompositionandLoads

Cuticularwaxeswereextractedfromtheleaves（200to1000mg）andstems（200mg）of4-week-oldplantsinchloroformfor30satroomtemperature.n-Octacosane,docosanoicacid,and1-tricosanolwereaddedtotheextractedchloroformsolventasinternalstandards.Thesolventwassubsequentlyevaporatedunderagentlestreamofnitrogenandredissolvedinamixtureof100mLofpyridineand100mLofbis-N,N-（trimethylsilyl）trifluoroacetamide.Thewaxmixtureswereheatedat908C

for30mintoconvertwaxesintotrimethylsilylderivatives.Qualitativeandquantitativecompositionanalyseswereconductedasdescribedpreviously（Leeetal.,2009a,2009b）.ThePvaluesfromeachcomparisonwerecorrectedformultipletestsusingFDRcontrol（BenjaminiandHochberg,1995）.

AnalysisofCutinPolyesterMonomers

Rosetteleavesof4-week-oldplantsgrowninsoilwereusedtoquantifycutinpolyestermonomers.Methylheptadecanoateandv-pentadecalactonewereaddedasinternalstandardsintothedelipidatedanddriedleavesandthendepolymerizedbyhydrogenolysiswithLiAlH4orbymethanolysiswithNaOCH3.Cutinpolyesterswereanalyzedbygaschromatography–massspectrometry（GCMS-QP2010;Shimazu）withaHP-5column（60m,0.32mminnerdiameter,filmthickness0.1mm;Agilent）.Theanalysissystemwasmaintainedat1108C.Thetemperaturewasincreasedto3008Catarateof2.58Cmin21andmaintainedat3008Cfor3min.

[TheMYB96TranscriptionFactorRegulatesCuticularWaxBiosynthesisunderDrought]

蜡质成分分析：

GC-MS[气象色谱-质谱联用技术]

取第二至三片全展叶叶片，计算其表面积后，立即进行蜡质的提取。

将叶片置于室温状态下30mL氯仿中，30s后取出，再将处理后的叶片置于60℃氯仿中萃取30s，将两次萃取的氯仿合并后，用氮吹仪吹干氯仿，称取蜡质质量，计算单位面积蜡质含量。

在取样品中加入5μg正二十四烷作为内参，然后将样品转入GC瓶，加入10μlBSTFA和10μl吡啶，70℃衍生1小时。

液氮吹去BSTFA和吡啶。

每个样品加200μl氯仿溶解。

GC-MS分析。

蜡质组分用通用型VF-17MS毛细管柱，规格30m×0.25mm×0.25μm,GC-MS仪为GC–MS-QP2010。

进样量1μl,载气为氦气，柱流速为2ml/min恒流。

进样温度为280℃，50℃保持2min后，以40℃/min升温至200℃，保持2min；再以3℃/min升温到320℃，该温度保持25min。

蜡质组分可以通过离子峰出峰时间，从质谱库中检索判定蜡质成分。

蜡质含量依据峰面积与内参比较进行计算。

单位内蜡质含量依据叶表蜡质抽提面积进行计算。

（6）

蜡质合成路径：

PathwaywascreatedonThuJun2,2011.

Contributedbyaracyc:

Above-groundepidermalsurfacesofvascularplantsarecoveredbyalipophiliclayerknownasthecuticle.Plantcuticlesarecomposedofcutin（cutinbiosynthesis）andcuticularwax.Themajorcomponentsofcuticularwaxareverylongchainfattyacids（chainlengthisgreaterthan18carbon）andverylongchainfattyacidderivedaldehydes,alkanes,secondaryalcohols,ketones,primaryalcohols,andwaxesters.Thecompositionofcuticularwaxvariesamongspeciesandevenwithinspeciesindifferenttissuesandatdifferentdevelopmentalstages.【成分：

长链脂肪酸，醛，烷烃，二级醇，酮，一级醇，蜡酯。

】

Partsofthispathwayoccurin:

 cytosol细胞质中  nucleus细胞核中 

Legend:

Symbols

geneormetabolite

RNA

protein（complex）

Symbolcolors

 cytosol

 nucleus

Interactiontypes

+regulation

-regulation

enzymatic

composition

other

蜡质合成相关基因：

（7）

（8）

compounds（Aartsetal.1995;Chenetal.2003;Fiebigetal.2000;Hansenetal.1997;Millaretal.1999;Negruketal.

1996;Pruittetal.2000;St-Pierreetal.1998;Toddetal.1999;Xiaetal.1996,1997;Xuetal.1997;Zhangetal.2005）,whereasCER3,GL2,GL15,andWIN1/SHN1encoderegulatoryproteins（Aharonietal.2004;Brounetal.2004;Hannoufaetal.1996;MooseandSisco1996;Tackeetal.1995）.Mutationinmostofthesegenesshowedalteredwaxaccumulation（Jenksetal.2002）.Co-suppressionofsomeofthegenesinArabidopsisresultedinreducedwaxonstems（Millaretal.1999;Toddetal.1999）,andoverexpressionofsomeofthesegenesintheArabidopsismutantscomplementedthemutantphenotypes（Fiebigetal.2000;Hannoufaetal.1996）.However,onlyafewreportsdiscusstheeffectofover-expressionofthesegenesinthewild-typebackground.Over-expressionofthecondensingenzymegeneCER6/CUT1underthecontroloftheCaMV35Spromoterfailedtopromotewaxdeposition（Millaretal.1999）,whereasunderthecontroloftheepidermis-specificCER6promoter,CER6/CUT1overexpressionledtoincreasedwaxloadinstemsofArabidopsis（Hookeretal.2002）.Theonlyreportonincreasedwax

accumulationinleaftissuesofArabidopsiswasontheover-expressionofAP2/EREBPtranscriptionalactivator（Aharonietal.2004;Brounetal.2004）.Over-expressionofWXP1underthecontroloftheCaMV35Spromoterledtoincreasedcuticularwaxloadingontheleafsurfaces,reducedwaterloss,andenhanceddroughttoleranceoftransgenicalfalfa（Zhangetal.2005）.TransgenicexpressionofWXP1orofitsparalogWXP2inArabidopsisalsoleadstoincreasedwaxdepositionandenhanceddroughttolerance（Zhangetal.2007）.

CER1;一些可能是蜡质合成的调节基因,如CER3。

CER6是目前唯一研究得较为清楚且功能明确的蜡质基因,它是延长C24超长链脂肪酸必需的基因。

CER6在拟南芥整个生育期都有很高的表达量,而且仅在表皮细胞中表达,唯一例外的是将要成熟的花粉中CER6的mRNA是在绒毡层中表达的。

一些植株CER6的过量表达导致拟南芥茎表皮蜡质含量增加,所以可以判断CER6的表达水平是拟南芥茎表皮蜡质积累的控制因素之一。

而在WIN1过表的植株中,这些蜡质合成基因被诱导,其中CER1的变化最明显,KCS1和CER2也显著增加。

（9）

参考文献：

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（1）:

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cuticularwaxformationbyepidermalcells.PlantBiology59

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10.ZhangJY,BroecklingCD,SumnerLW,&WangZY（2007）HeterologousexpressionoftwoMedicagotruncatulaputativeERFtranscriptionfactorgenes,WXP1andWXP2,inArabidopsisledtoincreasedleafwaxaccumulationandimproveddroughttolerance,butdifferentialresponseinfreezingtolerance.PlantMolecularBiology64（3）:

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11.LeideJ,HildebrandtU,ReussingK,RiedererM,&VoggG（2007）Thedevelopmentalpatternoftomatofruitwaxaccumulationanditsimpactoncuticulartranspirationbarrierproperties:

Effectsofad