浮萍Wolffia核糖体亚基与食用性研究

论文总字数：6461字

摘 要

：浮萍是水生植物，共有五大类38种，常见于大陆的湖泊、池塘等污染水体，浮萍具有生长快、生物质积累迅速、基因组序列简单、环境耐受性好等优点，是目前最具吸引力和发展潜质的水生植物，长期以来，在世界各地均有以浮萍为食的习惯。研究发现浮萍的淀粉、蛋白质、脂肪含量非常可观，氨基酸含量接近WHO的建议量，具有较高的营养价值。本实验研究对象为Wolffia属浮萍，采用普通PCR技术克隆核糖体亚基5S rDNA间隔区序列，测序后对碱基进行比对分析，研究浮萍的生物量积累和生长速度与序列差异的关系，进而为Wolffia属浮萍食用资源化利用提供理论基础，并对Wolffia属浮萍的食用性做出前景预测。

关键词：浮萍，5S rDNA间隔区序列，基因克隆，序列比对

Abstract: Duckweed is an aquatic plant. It comprises five genera and 38 species of aquatic monocotyledonous, which is common in polluted water bodies such as lakes and ponds in the mainland. Duckweed has the advantages of fast growth, rapid accumulation of biomass, simple genome sequence and good environmental tolerance, which is an attractive and developing potential aquatic plant. In those decades, a lot of people use Wolffia as food. It has been found that the starch, protein and fat content of duckweed are very considerable, and the amino acid content is close to the recommended amount of WHO, which has high nutritional value. In this experiment, we used the traditional molecular biology technique to clone and sequence the ribosomal subunit 5S rDNA spacers in order to find the sequence difference, growth rate and biomass of duckweed. The relationship between accumulations provides a theoretical basis for the utilization of Wolffia duckweed edible resources, and makes predictions for the edible nature of the Wolffia duckweed.

Keywords: Duckweed, 5S rDNA spacer sequence, Gene clone, Sequence Alignment

目录

1 前言 5

2 材料和方法 5

2.1 实验材料 5

2.1.1材料 5

2.1.2试剂 5

2.1.3 仪器与设备 6

2.2 实验方法 6

2.2.1抽提样品总DNA 6

2.2.2基因克隆 6

3 实验结果与分析 7

3.1 目标片段扩增 7

3.2阳性菌检测 8

3.3样品测序 9

3.4序列比对分析 9

结论 11

参考文献 12

致谢 13

1 前言

浮萍作为一种常见的水生植物，分布于大多数的大陆湖泊，池塘和微小水体中。浮萍属于被子植物门(Magnoliophyta)，单子叶植物纲(Liliopsida)，棕榈亚纲(Arecidae)，泽泻目(Alismatales)，天南星科(Araceae)，浮萍亚科(Lemnoideae)^[1]，包括5属38种^[2]。因其具有最高的生物质生产率，可作畜禽饲料，含有的活性成分亦可入药^[3]。在印度，中国云南等地，水生植物浮萍一直有被用作为食物食用的习惯^[4]。研究表明，Wolffia属浮萍的蛋白质含量在20％~35％之间，脂肪在4％~7％之间，淀粉干重在4％~10％之间，氨基酸分布接近世卫组织的建议量^[5]，且不饱和脂肪酸的含量在48％~71％之间，因此该水生生物的营养价值较高。

近年来，随着人口的增长，能源过度开发以及农业肥料的过量使用，导致人类赖以生存的环境遭到极大地破坏，不仅影响了人类的健康，也打破了生态平衡。由于可利用土地面积逐年减少、人口数量日益增加导致的食物短缺现象日趋严重。浮萍作为快速生长的小型水生植物，具有生长快、生物质积累迅速、基因组序列简单、环境耐受性好等优点，引起科研学者的广泛关注。研究表明，浮萍能够吸收污水中的氮和磷，净化水质^[6]，同时产生不同的生物质，可用于生产生物酒精、生物柴油、抗生素、酶等。在目前人口众多，资源有限的情况下，该物种不仅能够有效的保护环境，而且可以减少人们对化石燃料的依赖性。此外，浮萍适应不同气候和条件的卓越能力为日后环境净化、食用转化等资源化利用提供了更大可能。

在植物系统发育研究中，研究较多的是核基因组的核糖体DNA基因间隔区序列，包括5SrDNA基因间隔区、内转录间隔区ITS和基因间间隔区IGS^[7]。本研究采用分子生物学技术，运用对目标基因进行PCR扩增、克隆^[8，9]，通过对获得的目标基因的序列分析研究浮萍Wolffia属中间隔区序列差异，以期通过碱基序列解释生长速度和生物量的积累关系，同时通过该研究为Wolffia属食用性提供理论支撑。

2 材料和方法

2.1 实验材料

2.1.1材料

编号为D、7和8的研究材料由本单位研究成员Olena Kishchenko取自学校周边区域。

2.1.2试剂

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