平邑甜茶类胡萝卜素裂解关键酶基因的功能鉴定

【摘要】类胡萝卜素的裂解在植物生长发育及胁迫响应中发挥重要作用。9-顺式-环氧类胡萝卜素裂解双氧合酶(NCED)和类胡萝卜素裂解双加氧酶(CCD)是裂解类胡萝卜素的关键酶,本研究分析了苹果砧木—平邑甜茶根系MhNCED3和MhCCD1基因在干旱、高盐等胁迫下的表达,获得了转MhNCED3和MhCCD1基因拟南芥,并检测了该转基因拟南芥对胁迫的响应,初步明确了平邑甜茶MhNCED3和MhCCD1的功能。主要结果如下：(1)平邑甜茶根系MhNCED3受干旱、低温、高盐和硫酸镉诱导,显著引起平邑甜茶根系内源ABA积累；(2)过表达MhNCED3基因可提高拟南芥种子内ABA含量,延迟种子萌发,也可诱导ABA相关基因的表达；(3)过表达MhNCED3基因通过提高拟南芥的相对含水量,提高植株抗渗透胁迫的能力；(4)过表达MhNCED3增强拟南芥在硫酸镉胁迫下抗氧化能力,降低细胞凋亡率,提高拟南芥的抗Cd2+胁迫的能力；(5)平邑甜茶根系NO和活性氧对CI-的敏感性高于Na+,外施ABA可降低平邑甜茶叶片内CI-含量,过表达MhNCED3显著降低CI-胁迫下的拟南芥CI-含量；(6)平邑甜茶根系MhNCED3也受NO抑制剂和清除剂的诱导表达,过表达MhNCED3可提高NO生成速率；(7)平邑甜茶根系MhCCD1的表达受AM真菌诱导；在能够产生类胡萝卜素的工程菌内表达MhCCD1,可裂解类胡萝卜素,降低由类胡萝卜素引起的工程菌底色；(8)将MhCCD1在拟南芥中过表达,可降低拟南芥种子内多种类胡萝卜素的含量,而干扰CCDl表达则促使类胡萝卜素的积累；过表达MhCCD1还可使AM真菌处理下的拟南芥根内β-胡萝卜素和叶黄素含量大幅度减少,干扰CCD1则使减少幅度降低；(9)在拟南芥中过表达MhNCED3可提高拟南芥AtCCD1、AtCCD7和AtCCD8的转录水平；在拟南芥中过表达MhCCD1基因也可提高AtCCD7和AtCCD8的转录水平,但对AtCCD1和AtNCED3的转录水平无影响。
【作者】张玮玮；
【导师】杨洪强；
【作者基本信息】山东农业大学，果树学，2014，博士
【关键词】平邑甜茶；ABA；类胡萝卜素裂解双加氧酶；抗逆性；AM真菌；

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