本文關(guān)鍵詞：蘋(píng)果HMGR1基因克隆及在番茄中的功能分析

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【摘要】：萜類(lèi)化合物,在自然界中分布廣泛、種類(lèi)最多,是一種植物天然代謝產(chǎn)物,具有重要的社會(huì)學(xué)和生理學(xué)功能。近年來(lái),越來(lái)越多的人關(guān)注萜類(lèi)代謝途徑的研究,深入研究萜類(lèi)代謝途徑中的關(guān)鍵酶是一個(gè)必然的切入點(diǎn)。HMGR是萜類(lèi)兩條代謝途徑中甲羥戊酸途徑的第一個(gè)限速酶,催化HMG-Co A形成MVA,是細(xì)胞質(zhì)萜類(lèi)代謝中的重要調(diào)控位點(diǎn)。植物中的HMGR常以小基因家族的方式存在,HMGR在植物的整個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育中都起到重要作用。本研究首先從青香蕉蘋(píng)果中克隆得到了MdHMGR1,后以組成型啟動(dòng)子CaMV35S和MdHMGR1自身啟動(dòng)子與MdHMGR1構(gòu)建表達(dá)載體,然后轉(zhuǎn)化到野生番茄中,得到了35S+HMGR1和MdHMGR1-1+HMGR1兩種轉(zhuǎn)基因番茄植株,以研究?jī)煞N不同啟動(dòng)子的表達(dá)調(diào)控作用以及MdHMGR1的功能。探討MdHMGR1在轉(zhuǎn)基因番茄中表達(dá)的時(shí)間和組織特異性以及對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的影響。主要結(jié)果如下:(1)MdHMGR1在兩種轉(zhuǎn)基因番茄的根、莖、葉、果實(shí)中均有表達(dá),但表達(dá)模式不同。MdHMGR1在35S+HMGR1轉(zhuǎn)基因番茄的根、莖、葉、果實(shí)各個(gè)組織中的表達(dá)量均較高,MdHMGR1在MdHMGR1-1+HMGR1轉(zhuǎn)基因番茄的根和果實(shí)中表達(dá)量最高,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于35S+HMGR1轉(zhuǎn)基因番茄,具有組織特異性。(2)MdHMGR1在ABA,ETH,GA,IAA,MeJA,SA處理下的誘導(dǎo)表達(dá)模式有很大差異。在處理2h或4h時(shí),MdHMGR1在這些激素的誘導(dǎo)處理下表達(dá)均有所提高,其中以MeJA和SA處理效果最為明顯。(3)過(guò)量表達(dá)MdHMGR1能夠誘導(dǎo)轉(zhuǎn)基因番茄根的伸長(zhǎng),HMGR的抑制劑洛伐他汀處理前MdHMGR1-1+HMGR1轉(zhuǎn)基因番茄的根長(zhǎng)比35S+HMGR1轉(zhuǎn)基因番茄和野生型番茄的根長(zhǎng),35S+HMGR1轉(zhuǎn)基因番茄的根長(zhǎng)略長(zhǎng)于野生型番茄的根長(zhǎng)。將三種番茄的種子在含有HMGR的抑制劑洛伐他汀的培養(yǎng)基上播種,發(fā)現(xiàn)三種番茄的根長(zhǎng)均短于處理前,而MdHMGR1-1+HMGR1轉(zhuǎn)基因番茄的根長(zhǎng)依舊比35S+HMGR1轉(zhuǎn)基因番茄和野生型番茄的根長(zhǎng)。(4)番茄果實(shí)發(fā)育過(guò)程中縱徑、橫莖和體積的變化呈S形曲線(xiàn),MdHMGR1-1+HMGR1轉(zhuǎn)基因番茄果實(shí)的體積迅速膨大時(shí)期早于35S+HMGR1轉(zhuǎn)基因番茄和野生型番茄。35S+HMGR1轉(zhuǎn)基因番茄果實(shí)的迅速膨大時(shí)期早于野生型番茄。35S+HMGR1轉(zhuǎn)基因番茄的果形指數(shù)不規(guī)則。(5)過(guò)量表達(dá)MdHMGR1促進(jìn)番茄果實(shí)早期細(xì)胞分裂,發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因番茄的果實(shí)體積較大,MdHMGR1-1+HMGR1轉(zhuǎn)基因番茄的果實(shí)體積最大。在三種番茄果實(shí)發(fā)育的早期和中期從花梗注射HMGR的抑制物洛伐他汀,發(fā)現(xiàn)早期被注射洛伐他汀的果實(shí)都不會(huì)正常長(zhǎng)大成熟,而在中期注射洛伐他汀的果實(shí)可以正常生長(zhǎng)發(fā)育,說(shuō)明MdHMGR1可以提高轉(zhuǎn)基因番茄果實(shí)早期的細(xì)胞分裂活性。(6)CTK、IAA在MdHMGR1-1+HMGR1番茄植株的幼果中含量比35S+HMGR1和野生型番茄高。(7)35S+HMGR1和MdHMGR1-1+HMGR1轉(zhuǎn)基因番茄有一定的耐鹽性,鹽處理后,MdHMGR1-1+HMGR1轉(zhuǎn)基因番茄中的葉綠素、類(lèi)胡蘿卜素含量高于35S+HMGR1轉(zhuǎn)基因番茄和野生型番茄,而35S+HMGR1轉(zhuǎn)基因番茄中的葉綠素、類(lèi)胡蘿卜素含量稍高于野生型番茄,但差異不明顯。(8)鹽處理后,MdHMGR1-1+HMGR1轉(zhuǎn)基因番茄中的抗氧化酶APX、SOD、POD、CAT的活性顯著高于35S+HMGR1轉(zhuǎn)基因番茄和野生型番茄,而35S+HMGR1轉(zhuǎn)基因番茄和野生型番茄的抗氧化酶APX、SOD、POD、CAT的活性差異不顯著。
【學(xué)位授予單位】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：Q943.2;S641.2

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1 王淑芳,王峻嶺,趙彥修,張慧;膽堿脫氫酶基因的轉(zhuǎn)化及轉(zhuǎn)基因番茄耐鹽性的鑒定[J];植物生理學(xué)報(bào);2001年03期

2 鄭雨燕;凌均h，

本文編號(hào)：1148257