【摘要】：芥子油苷是一類廣泛存在于包括模式植物擬南芥以及一些經(jīng)濟(jì)蔬菜等十字花科植物中的具有抗蟲、抗病活性的重要次生代謝產(chǎn)物。芥子油苷根據(jù)側(cè)鏈氨基酸來源不同主要分為吲哚族芥子油苷、脂肪族芥子油苷和芳香族芥子油苷。吲哚族芥子油苷能夠參與植物的形態(tài)建成、免疫反應(yīng)以及對病原菌的防御,還與吲哚-3-乙酸(IAA)和植保素(Camalexin)的合成密切相關(guān)。目前擬南芥中吲哚族芥子油苷的合成途徑已經(jīng)基本研究清楚,MYB34,MYB51和MYB122是吲哚族芥子油苷合成的過程中具有關(guān)鍵的轉(zhuǎn)錄調(diào)控作用的轉(zhuǎn)錄因子,因此研究調(diào)控吲哚族芥子油苷合成的轉(zhuǎn)錄因子具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。吲哚族芥子油苷的轉(zhuǎn)錄調(diào)控通常受脫落酸(abscisic acid,ABA)、茉莉酸(jasmonic acid,JA)、水楊酸(salicylic acid,SA)、赤霉素(gibberellin,GA)和乙烯(ethylene,ET)等植物激素的誘導(dǎo)。利用Plantcare軟件對MYB34,MYB51和MYB122的啟動子序列進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)三個基因的表達(dá)可能受到多種植物激素的調(diào)控。為了深入了解MYB34,MYB51和MYB122三個基因的空間表達(dá)情況以及受激素誘導(dǎo)的表達(dá)模式,本研究分別構(gòu)建了由MYB34,MYB51和MYB122啟動子驅(qū)動的GUS基因的表達(dá)載體,并分別通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化侵染擬南芥獲得轉(zhuǎn)基因植株。利用PMYB34::GUS,PMYB51::GUS和PMYB122::GUS三種轉(zhuǎn)基因植株對MYB34,MYB51和MYB122在不同生長發(fā)育階段和受不同激素誘導(dǎo)后的表達(dá)模式進(jìn)行了分析。主要研究結(jié)果如下:(1)構(gòu)建了MYB34,MYB51和MYB122啟動子驅(qū)動GUS的植物表達(dá)載體以pCAMBIA3300 NLS-GUS質(zhì)粒為基礎(chǔ),分別插入三個目的基因的啟動子,通過農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化擬南芥,得到PMYB34::GUS,PMYB51::GUS和PMYB122::GUS轉(zhuǎn)基因株系。(2)MYB34,MYB51和MYB122的空間表達(dá)模式幼苗期,MYB34在根、子葉和下胚軸中表達(dá)。成熟植株中MYB34主要在根、葉柄、花和角果中表達(dá)。幼苗期,MYB51主要在根中表達(dá),MYB51在真葉中表達(dá)高于子葉。成熟期MYB51在側(cè)根、葉片、花和角果中表達(dá),其中葉片表達(dá)量較高。幼苗期,MYB122主要在葉脈、下胚軸和根中表達(dá)。成熟后,MYB122在根、葉片、花和角果中表達(dá)。(3)MYB34,MYB51和MYB122響應(yīng)不同激素的表達(dá)模式激素ABA、SA和Me JA誘導(dǎo)MYB34的表達(dá),而ACC和GA的誘導(dǎo)不明顯。激素SA和ACC誘導(dǎo)MYB51的表達(dá),而ABA和Me JA能夠抑制MYB51的表達(dá)。激素SA、GA和Me JA誘導(dǎo)MYB122的表達(dá),而ABA對MYB122的表達(dá)有抑制作用。通過對吲哚族芥子油苷合成途徑中的三個轉(zhuǎn)錄因子的GUS染色結(jié)果分析,初步闡明了激素處理下,MYB34,MYB51和MYB122的表達(dá)模式。為今后研究吲哚族芥子油苷的調(diào)控因子和提高植物的抗病性提供參考數(shù)據(jù)。
【圖文】：

Glucosinolate，GS）是一類存在于植物中的特殊的次生子油苷有 200 多種，十字花科植物中能夠產(chǎn)生芥子油苷南芥和一些蔬菜作物如甘藍(lán)、西蘭花、白菜等，都含有產(chǎn)物具有多種生物活性，其中異硫氰酸鹽可以有效地防外，某些芥子油苷的水解產(chǎn)物還具有抗癌癥的作用，與了越來越多的人來關(guān)注芥子油苷的代謝與調(diào)控[7-10]。苷基本結(jié)構(gòu)，Sinigrin 和 Sinalbin 兩種芥子油苷的結(jié)構(gòu)首次被闡明現(xiàn)[12]，直到 2014 年，確定了大約 136 種不同結(jié)構(gòu)的芥分為三部分，分別為β-D 硫-葡萄糖基團(tuán)、硫化肟基團(tuán)和根據(jù)側(cè)鏈 R 基團(tuán)的來源不同可以分為以下 3 種類型：亮氨酸和異亮氨酸的脂肪族芥子油苷，來源于色氨酸的酪氨酸芳香族芥子油苷[15, 16]。

東北農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)碩士學(xué)位論文圍存在著含有黑芥子酶的細(xì)胞[18]。當(dāng)植物遭受傷害時，芥子油苷與黑芥子酶接生成具有不同生物活性的物質(zhì)，例如硫代氰酸鹽（thiocyanate）、異硫othiocyanate ，， ITC ） 、 腈 類 （ nitrile ） 或 環(huán) 硫 腈 （ epithionitrile ） 、 唑 烷zolidine-2-thione）等物質(zhì)（圖 1-2）[19]。目前越來越多的研究表明，十字花科油苷一黑芥子酶系統(tǒng)不僅能夠參與調(diào)控植物的生長發(fā)育，而且還對一些生物與到重要的防御作用[20]。此外，芥子油苷降解產(chǎn)物還能參與調(diào)節(jié)十字花科植物體內(nèi)硫的平衡，能夠減少缺乏，對植物正常生長發(fā)育起著重要的作用[21]。芥子油苷可以儲存氮和硫等營物缺乏養(yǎng)分時，可為植物生長發(fā)育提供營養(yǎng)物質(zhì)[22]。芥子油苷水解可產(chǎn)生葡萄內(nèi)其他化學(xué)反應(yīng)提供能量和原料。其中水解產(chǎn)物ITC可賦予十字花科蔬菜獨特作為風(fēng)味物質(zhì)、引誘劑等。因此，對芥子油苷代謝機(jī)制的研究具有重要的意義
【學(xué)位授予單位】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：Q943.2

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前7條

1 李晶;蒿連梅;王洪波;;擬南芥MYB51轉(zhuǎn)錄因子對芥子油苷代謝的調(diào)控作用[J];東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報;2013年10期

2 王建升;顧宏輝;虞慧芳;趙振卿;盛小光;;植物吲哚族芥子油苷的代謝調(diào)控網(wǎng)絡(luò)[J];浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報;2012年04期

3 程坤;楊麗梅;方智遠(yuǎn);劉玉梅;莊木;張揚勇;孫培田;;十字花科植物中主要硫代葡萄糖苷合成與調(diào)節(jié)基因的研究進(jìn)展[J];中國蔬菜;2010年12期

4 陳旭光;吳剛;;植物激素在農(nóng)作物上的應(yīng)用[J];現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技;2009年07期

5 徐文佳;陳亞州;閻秀峰;;芥子油苷-黑芥子酶系統(tǒng)及其在植物防御和生長發(fā)育中的作用[J];植物生理學(xué)通訊;2008年06期

6 朱鳳羽;陳亞州;閻秀峰;;植物芥子油苷代謝與硫營養(yǎng)[J];植物生理學(xué)通訊;2007年06期

7 張海峰,袁晶,汪俏梅;植物激素與芥子油苷在生物合成上的相互作用[J];細(xì)胞生物學(xué)雜志;2005年04期

本文編號：2541289