不结球白菜抗坏血酸合成相关基因的表达及BcPMi2和BcGME功能分析

【摘要】抗坏血酸(L-ascorbicacid,AsA)又称维生素C,是动植物体内维持生命活动所必需的一类己糖内酯化合物。它既是植物细胞中主要的抗氧化物质,也是调节植物生长发育的重要辅酶因子。植物体内AsA的生物合成被认为是植物细胞积累AsA的主要来源。对AsA生物合成途径L-半乳糖途径中8个催化酶对应基因表达与AsA积累关系的研究或可找到调控AsA合成速率及AsA积累的方法,以此来获得具有应用潜力的高AsA含量的不结球白菜材料。本文主要研究结果如下：1.以三个不结球白菜品种为材料,用实时定量PCR方法分析了L-半乳糖途径中催化酶对应基因在不同不结球白菜品种中的表达模式。结果表明除了GPP,其它7个基因PMI2,PMM,GMP,GME,GGP,GalDH和GalLDH的光周期表达模式基本一致,在黑暗条件下的表达水平要显著低于光照条件。值得注意的是,GGP比其它基因均提前达到最高点。高浓度MeJA处理使‘苏州青’叶片AsA含量显著下降并伴随着GME,GGP,GPP,GalDH基因表达水平的下降。而低浓度的MeJA则可以显著提高不结球白菜的AsA含量。表明MeJA影响了AsA生物合成途径相关基因的表达从而影响到不结球白菜AsA的积累。2.甘露糖-6-磷酸异构酶(PMI)催化果糖-6-磷酸与甘露糖-6-磷酸间的相互转化,是L-半乳糖途径的第一步催化酶。本研究在已获得BcPMI2过量表达烟草的基础上,以转基因烟草和野生型烟草为材料进行耐逆性研究。结果表明正常生长条件下BcPMI2的过量表达降低了烟草中AsA的含量；而胁迫下,转基因烟草与野生型相比AsA含量显著提高。T1代转基因烟草种子在NaCl和H202胁迫下的发芽率明显高于野生型。转基因烟草植株的胁迫耐性要强于野生型烟草。3cPMI2在烟草中过量表达虽然在正常生长条件下降低了转基因植株中AsA含量但增强了其胁迫条件下AsA的合成能力和积累,并显著提高了转基因烟草在氧化胁迫和盐胁迫下的耐受能力。3.GDP-D-甘露糖-3’,5’-差向异构酶是AsA生物合成途径中一步关键的反应催化酶,它催化GDP-D-甘露糖,既可以生成GDP-L-半乳糖又可以生成GDP-L-古洛糖,分别参与AsA生物合成的L-半乳糖途径和L-古洛糖途径。本试验从不结球白菜品种‘苏州青’中克隆GME基因的cDNA全长,构建植物过量表达载体pCAMBIA2301-35S::BcGME并转化农杆菌。用根瘤农杆菌介导的原位渗入转化法将不结球白菜中的BcGME基因在拟南芥和不结球白菜中过量表达,结果表明处于初花期的不结球白菜,真空渗入时间为3min+5min6勺间断处理遗传转化频率最高。
【作者】王雪花；
【导师】李英；
【作者基本信息】南京农业大学，蔬菜学，2013，硕士
【关键词】GDP-甘露糖-3’,5’-差向异构酶；抗坏血酸；L-半乳糖途径；不结球白菜；甘露糖-6-磷酸异构酶；

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