葡萄1-氨基环丙烷-1-羧酸氧化酶（ACO）基因的表达特性及在番茄中过量表达的研究

【摘要】乙烯是重要的植物内源激素,调控着植物许多生命进程。ACO基因是乙烯生物合成过程的关键基因,调控1-氨基环丙烷-1-羧酸氧化酶(ACC氧化酶)的合成。本研究的目的就在前人研究的基础上,根据葡萄(Vitisvinifera)中ACO家族基因的的表达特性,利用农杆菌介导法将3个VvACO基因转入到Moneymaker番茄(Solanumlycopersicum)中,通过观察转基因番茄的生长状况以及测定转基因番茄的生理指标,探讨葡萄ACO家族基因的过量表达对番茄的影响,来预测葡萄ACO基因的初步功能。本文主要研究结果如下：1.本研究利用实时荧光定量PCR分析了ACO基因在葡萄不同组织部位中的表达情况,以及3个ACO基因响应乙烯诱导后的表达水平。结果表明,VvACO1基因在葡萄幼茎中的表达量最高,其次为叶片,在老叶柄中最低。VvACO2基因在果柄和果实中表达量最高,叶片次之,在幼茎中表达量最低。VvACO3基因在幼茎中表达量最高,在生长点中最低。乙烯诱导处理的结果显示,VvACO1和VvACO2基因在乙烯处理后的72h内,表达量总体呈上升趋势,其中VvACO2基因的表达量变化幅度较小；VvACO3基因受乙烯胁迫后,表达量上升较为明显,处理8h后的最大表达量为对照的25倍。2.以Moneymaker番茄子叶为外植体,优化了番茄的遗传转化体系,并采用农杆菌介导法将VvACO家族基因的3个基因VvACO1,VvACO2,VvACO3导入到番茄基因中。结果表明,农杆菌菌液OD600=0.5时转化效果最好,侵染时间以15min为最佳,期间需要摇晃菌液几次。侵染前将外植体黑暗预培养两天,最佳分化激素为ZT2mg/L,随着再生芽健壮后转为ZT1mg/L的培养基中；最佳生根激素为IBA0.5mg/L,适宜的抑菌抗生素为Timentin200mg/L。3.利用PCR和RT-PCR方法对番茄抗性组培苗进行检测,结果显示分别获得转VvACO1基因3个番茄株系,转VvACO2基因4个番茄株系,转VvACO3基因6个番茄株系。分别对转VvACO1基因、VvACO3基因的番茄叶片和绿熟期的果实,转VvACO2基因的叶片的ACO酶活和乙烯释放速率进行测定,结果表明,所有转基因番茄植株叶片和果实的ACO酶活和乙烯释放速率均比对照有所提高,其中以转化VvACO1基因株系的ACO酶活和乙烯释放速率最高,转化VvACO3基因株系的表达处于中间水平,以转化VvACO2基因株系的ACO酶活和乙烯释放速率最低,比对照略有升高。转VvACO2基因番茄植株在生长初期呈明显矮化现象,后期生长正常,但不能正常坐果。
【作者】蔡涛；
【导师】程宗明；
【作者基本信息】南京农业大学，果树学，2013，硕士
【关键词】葡萄；番茄；ACD基因；遗传转化；乙烯；ACO酶活；乙烯释放速率；

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