本文關(guān)鍵詞：枸杞類(lèi)胡蘿卜素裂解關(guān)鍵酶基因（LcCCD1、LcCCD4和LcNCED1）的克隆及表達(dá)研究

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【摘要】：類(lèi)胡蘿卜素裂解氧化酶(CCDs)能夠催化裂解類(lèi)胡蘿卜素和/或脫輔基類(lèi)胡蘿卜素,產(chǎn)生參與植物生長(zhǎng)發(fā)育的脫輔基類(lèi)胡蘿卜素。雖然已有研究對(duì)不同植物的CCDs進(jìn)行了分離鑒定,但其在果實(shí)發(fā)育及抗逆等方面的功能仍有待于進(jìn)一步研究。枸杞富含類(lèi)胡蘿卜素,是研究植物類(lèi)胡蘿卜素代謝的優(yōu)良材料,本研究以枸杞植物為材料,應(yīng)用3′-RACE技術(shù)首次分離獲得三個(gè)枸杞類(lèi)胡蘿卜素裂解酶基因LcCCD1、LcCCD4和LcNCED1,并對(duì)其表達(dá)和功能進(jìn)行了研究。將LcCCD1、LcCCD4轉(zhuǎn)化大腸桿菌,應(yīng)用大腸桿菌表達(dá)系統(tǒng)對(duì)LcCCD1和LcCCD4基因編碼酶的裂解活性進(jìn)行了分析,通過(guò)對(duì)菌體顏色變化、類(lèi)胡蘿卜素含量、共轉(zhuǎn)化菌頂空揮發(fā)物的分析表明,LcCCD1蛋白可以有效的將β-胡蘿卜素和番茄紅素分別氧化裂解為β-紫羅酮和假紫羅酮,而LcCCD4只能裂解β-胡蘿卜素產(chǎn)生β-紫羅酮。應(yīng)用Sq-RT-PCR技術(shù),對(duì)LcCCD1、LcCCD4和LcNCED1基因在枸杞中的組織表達(dá)規(guī)律進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,在枸杞果實(shí)中,LcCCD1基因的轉(zhuǎn)錄水平隨著果實(shí)的成熟逐漸提高,這種表達(dá)變化規(guī)律和果實(shí)類(lèi)胡蘿卜素含量積累及β-紫羅酮含量的變化相一致,而LcCCD4基因表達(dá)量隨著果實(shí)的成熟逐漸下降,這些結(jié)果表明主要是LcCCD1參與了枸杞果實(shí)β-紫羅酮等香味物質(zhì)的形成,而LcCCD4主要是對(duì)果實(shí)類(lèi)胡蘿卜素積累起著調(diào)控作用。通過(guò)分析果實(shí)發(fā)育過(guò)程中LcNCED1基因的表達(dá)與乙烯釋放、ABA及可溶性糖的含量變化,表明LcNCED1基因可能通過(guò)調(diào)控ABA的生物合成參與了枸杞果實(shí)的發(fā)育成熟。此外,本研究發(fā)現(xiàn)LcNCED1基因還參與了干旱和高鹽脅迫等逆境脅迫應(yīng)答。通過(guò)農(nóng)桿菌介導(dǎo)的遺傳轉(zhuǎn)化體系對(duì)LcCCD1和LcNCED1基因轉(zhuǎn)化煙草,對(duì)其功能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,LcCCD1基因在一定程度上能夠提高轉(zhuǎn)基因煙草β-紫羅酮的含量;對(duì)過(guò)表達(dá)LcNCED1基因的煙草植株進(jìn)行脅迫處理,發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因煙草植株具有較高的ABA含量和抗氧化酶活性、較低的電解質(zhì)滲出率及活性氧積累,表明LcNCED1基因能增強(qiáng)煙草抗氧化酶活性,降低活性氧引起的氧化脅迫傷害,從而提高了煙草的抗逆性。本文還對(duì)轉(zhuǎn)LcCCD1和LcNCED1基因煙草的土壤安全性進(jìn)行了評(píng)價(jià),結(jié)果表明轉(zhuǎn)基因煙草對(duì)土壤微生物數(shù)量、土壤酶活性及電導(dǎo)率和pH值均無(wú)明顯的影響,表明轉(zhuǎn)LcCCD1和LcNCED1基因植物對(duì)土壤環(huán)境是安全的。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：S567.19;Q943.2

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 田小衛(wèi);枸杞類(lèi)胡蘿卜素裂解關(guān)鍵酶基因（LcCCD1、LcCCD4和LcNCED1）的克隆及表達(dá)研究[D];天津大學(xué);2016年

2 朱永強(qiáng);代謝工程改造類(lèi)球紅細(xì)菌促進(jìn)輔酶Q_(10)合成的研究[D];浙江大學(xué);2017年

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本文編號(hào)：1299024