本文選題：番茄　切入點(diǎn)：SlAN2　出處：《山東農(nóng)業(yè)大學(xué)》2015年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：花青素是類黃酮途徑的產(chǎn)物之一,近年來(lái)受到越來(lái)越多的關(guān)注�；ㄇ嗨氐姆e累受一系列環(huán)境和發(fā)育信號(hào)的誘導(dǎo)�；ㄇ嗨厥且环N抗氧化物質(zhì)和光保護(hù)屏障,同時(shí)它在光保護(hù)、抗逆、授粉以及種子傳播等許多生理過(guò)程中都發(fā)揮著重要的作用。另外,人類膳食中的花青素對(duì)健康也十分有益�；ㄇ嗨睾铣傻恼{(diào)控主要發(fā)生在轉(zhuǎn)錄水平。花青素合成相關(guān)的結(jié)構(gòu)基因受轉(zhuǎn)錄復(fù)合體激活,這些復(fù)合體由R2R3-MYB轉(zhuǎn)錄因子、bHLH轉(zhuǎn)錄因子和WD重復(fù)蛋白組成。SlAN2編碼一個(gè)R2R3-MYB轉(zhuǎn)錄因子,調(diào)控番茄花青素的合成。植物遭受非生物脅迫時(shí),體內(nèi)代謝失衡會(huì)導(dǎo)致活性氧(ROS)大量積累。當(dāng)脅迫加劇時(shí),過(guò)量積累的ROS會(huì)對(duì)植物造成一系列的損傷。幸運(yùn)的是,植物進(jìn)化出了許多適應(yīng)機(jī)制來(lái)對(duì)抗ROS的傷害,這些機(jī)制包括酶促和非酶促抗氧化防御體系。類胡蘿卜素,抗壞血酸,谷胱甘肽以及類黃酮等都屬于非酶促的抗氧化物質(zhì),它們可以清除ROS從而保護(hù)植物免受損害�；ㄇ嗨鼐褪且环N抗氧化物質(zhì),它的抗氧化性能主要?dú)w功于糖基上的羥基。番茄是研究果實(shí)成熟的模式植物,然而SlAN2與果實(shí)成熟的關(guān)系還不清楚。本研究從番茄中克隆得到SlAN2基因,并對(duì)該基因的表達(dá)和功能進(jìn)行分析,主要結(jié)果如下:(1)分離得到SlAN2基因,包含一個(gè)828個(gè)堿基的開放閱讀框,能編碼275個(gè)氨基酸。(2)將SlAN2-GFP融合蛋白在洋蔥表皮中瞬時(shí)表達(dá),觀察到該融合蛋白定位在細(xì)胞核中。(3)實(shí)時(shí)定量PCR(qRT-PCR)表明SlAN2的轉(zhuǎn)錄水平在莖中最高,在葉、花和根中水平適中,在果實(shí)中最低。SlAN2的表達(dá)水平受低溫以及甲基紫晶(MV)的誘導(dǎo)上調(diào)。(4)構(gòu)建正、反義表達(dá)載體,利用農(nóng)桿菌進(jìn)行番茄和煙草的遺傳轉(zhuǎn)化,獲得正、反義轉(zhuǎn)基因番茄植株和正義轉(zhuǎn)基因煙草植株。對(duì)有卡那抗性的轉(zhuǎn)基因番茄和煙草植株進(jìn)行qRT-PCR檢測(cè),結(jié)果證明成功地獲得了正、反義轉(zhuǎn)基因番茄植株和正義轉(zhuǎn)基因煙草植株。正義轉(zhuǎn)基因番茄葉片的花青素含量升高,為野生型番茄的2.2-3.2倍,過(guò)表達(dá)SlAN2的煙草葉片花青素含量升高了100-284倍。(5)與野生型煙草相比,轉(zhuǎn)基因煙草通過(guò)維持更高的葉綠素含量,凈光合速率和光系統(tǒng)II的最大光化學(xué)效率來(lái)抵御低溫脅迫。另外,在遭受低溫脅迫時(shí),轉(zhuǎn)基因煙草的離子滲透更少,ROS水平更低,非酶促抗氧化性能更高。轉(zhuǎn)基因煙草對(duì)由MV誘發(fā)的氧化脅迫的抗性也更強(qiáng)。與野生型煙草相比,轉(zhuǎn)基因煙草在遭受氧化脅迫時(shí),葉綠素含量降低的更少,離子滲透更少,能維持更高的光系統(tǒng)II的最大光化學(xué)效率。這些結(jié)果表明,SlAN2在煙草中的過(guò)量表達(dá),使得轉(zhuǎn)基因煙草中花青素大量積累,增強(qiáng)了轉(zhuǎn)基因煙草對(duì)低溫和氧化脅迫的抗性。(6)與野生型番茄相比,轉(zhuǎn)基因番茄在抵御高溫脅迫時(shí),能夠維持更高的鮮重、凈光合速率和光系統(tǒng)II的最大光化學(xué)效率。另外,與野生型番茄相比,轉(zhuǎn)基因番茄在遭受高溫脅迫時(shí),有更強(qiáng)的非酶促抗氧化性能,能維持更低的ROS水平和更高的PSII反應(yīng)中心D1蛋白含量。這些結(jié)果說(shuō)明,SlAN2在抵御高溫脅迫時(shí)發(fā)揮著重要作用。(7)過(guò)表達(dá)SlAN2的番茄果實(shí)成熟后呈橙色,有軟化快,乙烯釋放量多等特點(diǎn)。SlAN2的過(guò)量表達(dá),通過(guò)對(duì)類胡蘿卜素合成相關(guān)基因的影響使類胡蘿卜素積累減少;通過(guò)上調(diào)乙烯合成基因的表達(dá),使乙烯釋放量增加;通過(guò)降低果實(shí)硬度,使果實(shí)軟化提前。另外在轉(zhuǎn)基因番茄果實(shí)中,一個(gè)重要的果實(shí)成熟相關(guān)的基因,SlRIN被上調(diào)表達(dá)。以上結(jié)果說(shuō)明SlAN2是一個(gè)重要的番茄果實(shí)成熟調(diào)控因子。
[Abstract]:Anthocyanin is one of the products of the flavonoid pathway, has attracted more and more attention in recent years. Induced anthocyanin accumulation by a series of environmental and developmental signals. Anthocyanin is an antioxidant and light protection barrier, while it is in the light protection, resistance, many physiological processes in pollination and seed dispersal plays an important role. In addition, human dietary anthocyanins is also very good for health. Anthocyanin synthesis regulation occurs mainly at the transcriptional level. The structure of genes related to anthocyanin biosynthesis transcription complex activation of these complexes by R2R3-MYB transcription factor, bHLH transcription factor and WD repeat protein.SlAN2 encoding a R2R3-MYB transcription factor, regulating anthocyanin synthesis in tomato. Plants are exposed to abiotic stress, metabolic imbalance will lead to the accumulation of reactive oxygen species (ROS). When the stress increased, excessive accumulation of ROS in plants By a series of injuries. Fortunately, plants have evolved many adaptation mechanism against ROS damage, these mechanisms include enzymatic and non enzymatic antioxidant defense system. Carotenoids, ascorbic acid, glutathione and flavonoids belong to non enzymatic antioxidants, they can remove ROS and protect plants against damage anthocyanin is a kind of antioxidant. The antioxidant properties, it is mainly attributed to the sugar hydroxyl groups on tomato is a model plant. Studies on fruit maturity, however, the relationship between SlAN2 and the fruit is not clear. This study cloned from tomato SlAN2 gene, and the expression and function of the genes were analyzed, mainly the results are as follows: (1) isolated SlAN2 gene contains a 828 BP open reading frame encoding 275 amino acid residues. (2) the fusion protein of SlAN2-GFP transient expression in onion epidermal cells To observe the fusion protein was localized in the nucleus. (3) real time quantitative PCR (qRT-PCR) showed that the transcriptional level of SlAN2 in the highest in leaves, stems, flowers and roots in the moderate level, and by low expression levels in the fruit of methyl Amethyst minimum.SlAN2 (MV) on the induction of the tune. (4) is constructed, antisense expression vector, tomato and tobacco by Agrobacterium mediated genetic transformation, positive, antisense transgenic tomato plants and transgenic tobacco plants. The justice of kanamycin resistant transgenic tomato and tobacco plants were detected by qRT-PCR, the results prove successful, antisense transgenic tomato plants and justice the transgenic tobacco plants. The transgenic tomato leaves increased anthocyanin content, 2.2-3.2 times of wild type tomato, expression of anthocyanin content in tobacco leaves of SlAN2 increased by 100-284 times. (5) compared with the wild type tobacco, transgenic tobacco by To maintain higher chlorophyll content, net photosynthetic rate and maximum photochemical efficiency of photosystem II to resist low temperature stress. In addition, in the low temperature stress, ion permeability of transgenic tobacco less, lower ROS levels, non enzymatic antioxidant performance higher. Transgenic tobacco resistance to MV induced by oxidative stress is also stronger. Compared with the wild type tobacco, transgenic tobacco caused by oxidative stress, the chlorophyll content decreased less, ion permeability less, can maintain the maximum photochemical efficiency of photosystem II higher. These results indicate that overexpression of SlAN2 in tobacco, the transgenic tobacco anthocyanin accumulation, enhanced resistance of transgenic tobacco low temperature stress and oxidation. (6) compared with the wild type tomato, transgenic tomato to resist high temperature stress, can maintain a higher fresh weight, net photosynthetic rate and the maximum optical system II The chemical efficiency. In addition, compared with the wild type tomato, transgenic tomato under high temperature stress, have a stronger non enzymatic antioxidant properties, can maintain lower ROS levels and higher PSII reaction center D1 protein content. These results suggest that SlAN2 in resisting high temperature plays an important role. (7) overexpression of SlAN2 in tomato fruit was ripe orange, softening quickly, overexpression of ethylene and.SlAN2 characteristics, through the influence of carotenoid biosynthetic genes to reduce the accumulation of carotenoids; through the expression of a synthetic base for the ethylene ethylene increases, increased release; by reducing the fruit hardness, the early fruit softening in transgenic tomato fruits. In addition, one of the most important fruit ripening related genes, SlRIN was up-regulated. These results suggest that SlAN2 is an important factor in regulating the ripening of tomato fruit.

【學(xué)位授予單位】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：Q943.2

【共引文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 田野;鄭桂英;張會(huì)慧;許楠;王娟;孫廣玉;;光強(qiáng)和溫度對(duì)羅勒幼苗葉片葉綠素?zé)晒獾挠绊慬J];草業(yè)科學(xué);2013年10期

2 黃春輝;葛翠蓮;張曉慧;吳寒;曲雪艷;徐小彪;;‘紅陽(yáng)’獼猴桃突變體果實(shí)花青苷合成相關(guān)結(jié)構(gòu)基因的表達(dá)分析[J];果樹學(xué)報(bào);2014年02期

3 豆玉娟;曹飛;馬躍;李賀;劉月學(xué);張志宏;;栽培草莓果實(shí)中特異表達(dá)的bHLH78基因的克隆及過(guò)量表達(dá)載體構(gòu)建[J];分子植物育種;2014年03期

4 劉萬(wàn)達(dá);張丙秀;魏媛媛;王禹;董超;朱延明;;草莓DHAR基因密碼子偏好性分析[J];北方園藝;2014年14期

5 賈趙東;馬佩勇;邊小峰;楊清;郭小丁;謝一芝;;植物花青素合成代謝途徑及其分子調(diào)控[J];西北植物學(xué)報(bào);2014年07期

6 張雪;王荔;楊勝俊;楊永英;;引種云南紅梨的糖、酸含量及PAL酶活性變化[J];貴州農(nóng)業(yè)科學(xué);2014年07期

7 梁平;宋洪元;;植物花青素生物合成轉(zhuǎn)錄調(diào)控研究進(jìn)展[J];南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào);2014年08期

8 孟富宣;周軍;辛培堯;董嬌;徐世宏;段淋淵;;蘋果花色素苷生物合成及調(diào)控的研究現(xiàn)狀[J];北方園藝;2015年07期

9 朱婷婷;林玲;楊濤;高帆;劉天宇;潘東明;夏惠;;COP1調(diào)控植物花色苷合成的研究進(jìn)展[J];分子植物育種;2015年09期

10 陳敏;楊清;;馬鈴薯花色苷生物合成與調(diào)控研究進(jìn)展[J];中國(guó)馬鈴薯;2013年04期

相關(guān)會(huì)議論文 前3條

1 史倩倩;周琳;李奎;王雁;;植物花色素合成的轉(zhuǎn)錄調(diào)控研究進(jìn)展[A];中國(guó)觀賞園藝研究進(jìn)展（2014）[C];2014年

2 李科;李歡;吳用;何炎森;陳曉靜;;多花水仙WD40基因的克隆與分析[A];中國(guó)觀賞園藝研究進(jìn)展（2014）[C];2014年

3 Min Zhang;Ling Yuan;Peng Zhang;;Enhanced Anthocyanin Production by Systemic Up-Regulation of Anthocyanin Biosynthetic genes in Sweet Potato(Ipomoea batatas)[A];2010全國(guó)植物生物學(xué)研討會(huì)論文集[C];2010年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 曲明南;CO_2升高和短期高溫脅迫對(duì)玉米幼苗生理生化指標(biāo)的影響[D];沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué);2013年

2 單紅;菊花CmMYB1和CmMYB2轉(zhuǎn)錄因子基因的克隆及功能鑒定[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2011年

3 陳向東;海島棉和陸地棉纖維發(fā)育的遺傳基因組學(xué)研究[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2011年

4 何炎森;多花水仙花色相關(guān)基因的分離及功能分析[D];福建農(nóng)林大學(xué);2013年

5 張麗霞;黑莓花色苷降解與輔色及抗氧化活性研究[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2012年

6 施澤彬;砂梨果皮性狀形成機(jī)制研究[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2011年

7 周蘭;蘋果果實(shí)發(fā)育中類黃酮含量變化及相關(guān)基因的研究[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2013年

8 胡淵淵;棉花非葉綠色器官光合特性及對(duì)水分虧缺的適應(yīng)機(jī)制[D];石河子大學(xué);2013年

9 王宇;短波長(zhǎng)光質(zhì)誘導(dǎo)津田蕪菁花青素合成相關(guān)基因差異表達(dá)機(jī)制研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2013年

10 趙磊;茶樹類黃酮合成轉(zhuǎn)錄因子篩選及ANR基因功能驗(yàn)證[D];安徽農(nóng)業(yè)大學(xué);2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 郝華玲;PIF4在6-BA誘導(dǎo)的擬南芥幼苗花青素及葉綠素含量變化中的重要作用[D];蘭州大學(xué);2013年

2 張茜;紅皮梨果實(shí)著色與可溶性糖的關(guān)系和噴施外源糖的增色效果[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2012年

3 施永彬;擬南芥響應(yīng)南方菟絲子寄生的生態(tài)基因組學(xué)研究[D];上海師范大學(xué);2013年

4 謝荔;ALA誘導(dǎo)葡萄和蘋果果皮花青素積累機(jī)理的研究[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2012年

5 謝智華;不同呈色類型的桃葉色變化生理機(jī)制與光合特性研究[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2012年

6 王衛(wèi);獼猴桃遺傳多樣性的SRAP分析及GPX和cAPX基因片段的克隆[D];福建師范大學(xué);2013年

7 金炳奎;‘蘋果梨’褐色突變體果皮性狀形成機(jī)理的研究[D];延邊大學(xué);2013年

8 何靜輝;轉(zhuǎn)蘿卜過(guò)氧化物酶基因Rsprx1提高擬南芥抗鹽脅迫機(jī)理研究[D];河南師范大學(xué);2013年

9 安洪雪;毛尖紫萼蘚抗壞血酸過(guò)氧化物酶等3條基因的表達(dá)載體構(gòu)建及復(fù)水cDNA文庫(kù)的構(gòu)建[D];齊齊哈爾大學(xué);2013年

10 杜小莉;煙草抗病相關(guān)基因EREBP-4的克隆、表達(dá)和功能研究[D];重慶大學(xué);2013年

，

本文編號(hào)：1560754