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    光調控茄子花青素合成途徑中SmCDF2的功能研究

    胡藝偉  
    【摘要】:茄子(Solanum melongena.L)是少有的紫色蔬菜,其果實含有多種營養成分。我國是目前世界上茄子種質資源最豐富的國家之一。茄子果皮中含有大量花青素,是人類補充天然花青素的優質來源?;ㄇ嗨厥且环N天然的類黃酮類水溶性色素,它具有卓越的抗氧化性,以及抵抗癌癥、保護心血管、抗炎和抗過敏等多種保健功效?;ㄇ嗨睾铣赏緩接啥喾N酶共同參與組成,將苯丙氨酸經過多步反應轉化成穩定的花青素,參與這個過程的有Sm CHS、Sm F3H等重要結構基因和眾多調控基因。茄子的花是兩性花,其開花過程中的調控機制受外界光的誘導,光周期途徑通過光受體等感知外部信號,通過基因調控網絡,將信號傳遞至開花相關結構基因,實現對植物開花的調控,FT基因在其中起到重要的作用。Dof家族基因和BBX家族基因都具有調控黃酮類物質合成和調控開花的生理功能。本實驗以光響應表達模式中表達量隨光照變化而變化的基因中選取的Dof家族的SmCDF2(Cycling Dof Factor)基因以及BBX家族的SmCOL4、SmCOL5(CONSTANS-like)基因為實驗對象,進行一系列實驗,并著重探究SmCDF2在茄子花青素生物合成途徑和開花響應中的生物學功能。得到以下實驗成果:1、實驗克隆出SmCDF2基因。生物信息學分析表明SmCDF2蛋白的編碼區長度為1578bp,可編碼525個氨基酸,其蛋白分子量為57.19KD,理論等電點為6.01。組織表達特異性分析發現SmCDF2蛋白在花中的表達量最高。亞細胞定位確定了SmCDF2定位在細胞核中。2、酵母單雜實驗結果表明,SmCDF2能與Sm F3H、Sm FT的啟動子結合。雙熒光素酶報告實驗發現,SmCDF2可正向調控Sm F3H和Sm CHS的表達。通過擬南芥遺傳轉化實驗和花青素含量測定得知,SmCDF2過表達的擬南芥植株花青素含量顯著高于野生型,并且開花時間也顯著晚于野生型。通過實時熒光定量PCR實驗,發現過表達植株中At F3H、At CHS的表達量顯著高于野生型,而Sm FT的表達量則遠低于野生型,說明SmCDF2蛋白通過正調控Sm F3H和Sm CHS的表達促進花青素生物合成,通過負調控Sm FT的表達抑制植株的開花響應。3、克隆出SmCOL4、SmCOL5基因。酵母雙雜和酵母單雜實驗發現,SmCOL4、SmCOL5蛋白與SmCOP1蛋白互作,說明SmCOL4、SmCOL5的功能受到光的調控;SmCOL4能與Sm F3H、Sm CHS、Sm FT的啟動子結合,SmCOL5能與Sm F3H、Sm FT的啟動子結合,可合理猜測二者在接收到光受體信號后參與植物花青素生物合成和開花響應的調控途徑。


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    1 胡藝偉;席浩淳;何永軍;劉楊;陳火英;;茄子SmCDF2在花青素合成和開花中的功能分析[A];中國園藝學會2019年學術年會暨成立90周年紀念大會論文摘要集[C];2019年
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