【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濟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物。芥子油苷根據側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。目前擬南芥中吲哚族芥子油苷的合成途徑已經基本研究清楚,MYB34,MYB51和MYB122是吲哚族芥子油苷合成的過程中具有關鍵的轉錄調控作用的轉錄因子,因此研究調控吲哚族芥子油苷合成的轉錄因子具有重要的理論意義和應用價值。吲哚族芥子油苷的轉錄調控通常受脫落酸(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。利用Plantcare軟件對MYB34,MYB51和MYB122的啟動子序列進行分析,發(fā)現三個基因的表達可能受到多種植物激素的調控。為了深入了解MYB34,MYB51和MYB122三個基因的空間表達情況以及受激素誘導的表達模式,本研究分別構建了由MYB34,MYB51和MYB122啟動子驅動的GUS基因的表達載體,并分別通過農桿菌轉化侵染擬南芥獲得轉基因植株。利用PMYB34::GUS,PMYB51::GUS和PMYB122::GUS三種轉基因植株對MYB34,MYB51和MYB122在不同生長發(fā)育階段和受不同激素誘導后的表達模式進行了分析。主要研究結果如下:(1)構建了MYB34,MYB51和MYB122啟動子驅動GUS的植物表達載體以pCAMBIA3300 NLS-GUS質粒為基礎,分別插入三個目的基因的啟動子,通過農桿菌介導轉化擬南芥,得到PMYB34::GUS,PMYB51::GUS和PMYB122::GUS轉基因株系。(2)MYB34,MYB51和MYB122的空間表達模式幼苗期,MYB34在根、子葉和下胚軸中表達。成熟植株中MYB34主要在根、葉柄、花和角果中表達。幼苗期,MYB51主要在根中表達,MYB51在真葉中表達高于子葉。成熟期MYB51在側根、葉片、花和角果中表達,其中葉片表達量較高。幼苗期,MYB122主要在葉脈、下胚軸和根中表達。成熟后,MYB122在根、葉片、花和角果中表達。(3)MYB34,MYB51和MYB122響應不同激素的表達模式激素ABA、SA和Me JA誘導MYB34的表達,而ACC和GA的誘導不明顯。激素SA和ACC誘導MYB51的表達,而ABA和Me JA能夠抑制MYB51的表達。激素SA、GA和Me JA誘導MYB122的表達,而ABA對MYB122的表達有抑制作用。通過對吲哚族芥子油苷合成途徑中的三個轉錄因子的GUS染色結果分析,初步闡明了激素處理下,MYB34,MYB51和MYB122的表達模式。為今后研究吲哚族芥子油苷的調控因子和提高植物的抗病性提供參考數據。
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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生芥子油苷南芥和一些蔬菜作物如甘藍、西蘭花、白菜等，都含有產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物還具有抗癌癥的作用，與了越來越多的人來關注芥子油苷的代謝與調控[7-10]。苷基本結構，Sinigrin 和 Sinalbin 兩種芥子油苷的結構首次被闡明現[12]，直到 2014 年，確定了大約 136 種不同結構的芥分為三部分，分別為β-D 硫-葡萄糖基團、硫化肟基團和根據側鏈 R 基團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]。

東北農業(yè)大學理學碩士學位論文圍存在著含有黑芥子酶的細胞[18]。當植物遭受傷害時，芥子油苷與黑芥子酶接生成具有不同生物活性的物質，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（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不僅能夠參與調控植物的生長發(fā)育，而且還對一些生物與到重要的防御作用[20]。此外，芥子油苷降解產物還能參與調節(jié)十字花科植物體內硫的平衡，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[22]。芥子油苷水解可產生葡萄內其他化學反應提供能量和原料。其中水解產物ITC可賦予十字花科蔬菜獨特作為風味物質、引誘劑等。因此，對芥子油苷代謝機制的研究具有重要的意義
【學位授予單位】：東北農業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：Q943.2

【參考文獻】

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本文編號：2541289