君子兰八氢番茄红素合成酶基因的克隆与序列分析

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番红花(Crocus sativus)八氢番茄红素脱氢酶CsPDS基因的克隆、表达及含西红花甙资源植物的研究

番红花（Crocus sativus）八氢番茄红素脱氢酶CsPDS基因的克隆、表达及含西红花甙资源植物的研究番红花(Crocus sativus L.)系鸢尾科(Iridaceae)番红花属(Crocus)球茎类草本植物。

由于富含的类胡萝卜素使其具有鲜亮的颜色、特殊的香味，因而被用作食品添加剂、天然色素、香料和染料外；番红花也是一种珍稀名贵中药材，具有抑制肝炎病毒、增强免疫、治疗或预防心脑血管疾患和抗癌的功效。

其中主要的活性成分是西红花甙，需经类胡萝卜素代谢途径合成，而八氢番茄红素脱氢酶(Phytoene desaturase)是此途径中的一个早期关键酶。

本文对番红花资源的研究概况进行了概述，并依据GenBank中八氢番茄红素脱氢酶基因的保守序列设计简并引物，通过反转录聚合酶链式反应和快速分离cDNA末端技术从番红花柱头中扩增得到了八氢番茄红素脱氢酶基因的全长cDNA(GenBank AY183118)。

该cDNA全长2149bp，包含一个1697bp的开放阅读框架，编码565个氨基酸。

在起始密码子上游有一个由59个碱基组成的5’非编码区；在终止密码子下游有一个由391个碱基组成的3’非编码区，包括4个分解信号、1个加尾信号和1个长度为17个腺苷酸的poly(A)尾。

经BlastP发现，其一级结构与水仙等植物的八氢番茄红素脱氢酶同源性高，并且在编码区N端附近具有八氢番茄红素脱氢酶基因的特征：FAD保守结构域。

由此可认为该番红花八氢番茄红素脱氢酶基因在结构上与其它植物八氢番茄红素脱氢酶基因是同源的，是八氢番茄红素脱氢酶基因家族中的一个新成员。

Southern印迹表明该基因在番红花柱头中以单拷贝形式存在。

Northern印迹四川大学博士学位论文表明，八氢番茄红素脱氢酶在番红花成熟组织中柱头、雄蕊的表达强于叶和茎。

此基因的克隆，为深入研究八氢番茄红素脱氢酶基因结构、表达和调节机制及其结构和功能的关系奠定了重要的基础。

园艺植物中类胡萝卜素合成与调控的研究进展

园艺植物中类胡萝卜素合成与调控的研究进展一、综述类胡萝卜素作为一类重要的天然色素，在园艺植物中发挥着不可或缺的作用。

随着生物技术的飞速发展和研究手段的不断创新，园艺植物中类胡萝卜素的合成与调控机制逐渐明晰，为园艺植物的遗传育种和生产实践提供了坚实的理论依据。

园艺植物如胡萝卜、番茄、菠菜等富含类胡萝卜素，这使得它们在营养价值和观赏价值方面都具有独特的地位。

类胡萝卜素不仅赋予植物丰富多彩的颜色，更在植物的光合作用、抗氧化、抗逆境等生理过程中发挥着关键作用。

深入研究园艺植物中类胡萝卜素的合成与调控机制，对于提高园艺植物的品质、产量和抗逆性具有重要意义。

在类胡萝卜素的合成方面，研究揭示了其生物合成途径中的关键酶和基因。

类胡萝卜素的合成是一个复杂的生物过程，主要在叶绿体和有色体中进行。

植物通过光合作用将二氧化碳和水转化为有机物质，并释放氧气。

这一过程中，光合色素吸收光能，通过光化学反应生成初级光产物，进而参与类胡萝卜素的合成。

这些初级光产物在一系列酶的作用下，经过多步反应，最终合成各种类胡萝卜素。

在类胡萝卜素的调控方面，研究发现了多种调控因素，包括基因表达、激素和信号通路等。

基因表达调控是其中最重要的机制之一，植物体内存在一系列与类胡萝卜素合成相关的基因，这些基因的表达水平受到光照、温度、激素等多种因素的影响。

激素和信号通路也对类胡萝卜素的合成进行精细调控，以确保其在植物体内的平衡和稳定。

园艺植物中类胡萝卜素的合成与调控是一个复杂而精细的过程，涉及多个层面和因素。

未来研究将进一步揭示其合成与调控的分子机制，为园艺植物的遗传育种和生产实践提供更有效的理论指导和技术支持。

1. 类胡萝卜素在园艺植物中的重要性类胡萝卜素在园艺植物中的重要性不容忽视。

作为一类重要的天然色素，类胡萝卜素不仅赋予园艺植物丰富多彩的颜色，从鲜艳的黄色到深邃的红色，使得植物在视觉上更具吸引力，而且还在植物的生长、发育以及抵抗逆境过程中发挥着至关重要的作用。

植物番茄红素生物合成相关基因的表达调控研究进展

ZDS进行超量表达外 ,还可对促进番茄红素环化的酶 ,如
LCYb、LCYe进行抑制表达。而 RNA i作为一种简单、有效的
可代替基因敲除技术来抑制特定基因表达的有力遗传工具 ,
具有特异性、稳定性、高效、快速以及不改变基因组的遗传组
成等特性 ,已成为功能基因组学强有力的研究手段。因此 ,
RNA i在番茄红素生物合成基因的调控研究方面会发挥越来
对许多植物的研究表明 , PDS 和 ZDS 基因的同源性达 33% ～35% ,系统分析上可将它们归为一类。 PDS 基因已从番茄 [16 ] 、大豆 [18 ] 、烟草 [10 ] 等植物中分离出来。 PDS对番茄类胡萝卜素合成调控在叶、花和果实中明显不同 [16] ,番茄果实成熟时 , PDS 的表达增强 [19] 。Rodrigo等从成熟柑橘果实中克隆了 PDS 和 ZDS 基因的部分和全长 cDNA 序列 ,发现 ZDS基因对柑橘果实中类胡萝卜素的积累起正调控作用 ,而 PDS 基因表达与果实形成时类胡萝卜素含量呈正相关 [20] 。柑橘成熟果实中类胡萝卜素的积累是 PSY、PDS 和 ZDS 等基因协同表达的结果 [9] 。 2. 5 LCY b和 LCY e LCYb和 LCYe是一类重要的环化酶 , 它们参与番茄红素的环化反应 ,形成带 β环和 ε环的类胡萝卜素 ,这是植物类胡萝卜素生物合成途径中的关键分支点。 LCYb和 LCYe由单拷贝基因编码 ,其氨基酸序列同源性达 35% [21] ,均以线状、对称的番茄红素为底物。目前已从番茄 [22 ] 、柑橘 [9 ] 、拟南芥 [21 ] 等植物中分离出编码 LCYb 和 LCYe的基因。在番茄果实成熟期 , LCYb和 LCYe基因的表达消失 [22] 。Rosati等将从番茄自身克隆到的番茄红素 β2环化酶基因正义导入番茄植株 ,结果番茄果实中 β2胡萝卜素含量增加 3. 8倍 ,但类胡萝卜素总量基本不变 [23] 。Dharmapuri 等将番茄红素 β2环化酶和 β2环羟化酶基因在果实特异启动

八氢番茄红素合成酶基因植物表达载体的构建及对人参的遗传转化

八氢番茄红素合成酶基因植物表达载体的构建及对人参的遗传
转化
何秀霞;张勇;于源华
【期刊名称】《长春理工大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2007(030)004
【摘要】将八氢番茄红素合成酶基因重组于植物双元表达载体pBin438,得到重组质粒pBin438PSY.用冻融法将其导入农杆菌EHA101中,采用叶盘法转化人参愈伤组织,经诱导与筛选,获得了潮霉素抗性植株.提取抗性植株总DNA.通过PCR扩增和PCR-Southern杂交检测.筛选出了整合有外源基因的抗性细胞系.为进一步研究八氢番茄红素合成酶基因在人参中的表达及生物学功能的研究奠定了基础.
【总页数】3页(P69-71)
【作者】何秀霞;张勇;于源华
【作者单位】长春理工大学,生命科学技术学院,长春,130022;长春理工大学,生命科学技术学院,长春,130022;长春理工大学,生命科学技术学院,长春,130022
【正文语种】中文
【中图分类】Q785
【相关文献】
1.番茄八氢番茄红素合成酶基因的克隆及超量表达载体构建 [J], 邹礼平;高和平;钟亚琴;陈锦华
2.甜瓜果实八氢番茄红素合成酶基因的克隆及正义表达载体的构建 [J], 马乐园;于
喜艳
3.八氢番茄红素合成酶(PSY2)基因果实特异表达载体的构建 [J], 刘顺枝;朱雪娇;杨礼香;王小兰
4.八氢番茄红素合成酶基因(PSY)对大豆的遗传转化 [J], 龚学臣;季静;抗艳红;王罡;吴颖;王萍
5.八氢番茄红素合酶基因对人参的遗传转化 [J], 于源华;杜柏权;张勇;张丽
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番茄八氢番茄红素合成酶基因的克隆及超量表达载体构建

卜生物合成途径中促进番茄红素合成的上游的素关键酶，本研究从番茄中克隆了该关键酶基因，并
构建了超量表ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ达载体，通过基因工程手段调控为
该基因表达，一步提高番茄中的番茄红素含量，进增强番茄的营养品质打下了基础。
１材料与方法
１１植物材料、．菌株、粒及试剂质
番茄品种Ｍ８、２大肠杆菌ＤＨ５、物表达载ａ植体ｐＭＶ（ｐＩ２在Ｂ１１的基础上改造而成）由华中农
业大学作物遗传改良国家重点实验室番茄组提
供。克隆载体质粒ｐＭＤ１一Ｔ购自ＴＫａａ公８ａＲ司，一链ｅＮＡ合成试剂盒、ａＮＡ聚合酶、第ＤＴｑＤ
基金项目：北省教育厅重点科研项目（２０２０２湖Ｄ０７６０）作者简介：礼平（９７邹１６一
一
）男，，湖北汉川人，感学院生命科学技术学院副教授，士。孝博
１６ —
番茄八氢番茄红素合成酶基因的克隆及超量表达载体构建
（感学院生命科学技术学院。孝湖北孝感４２０）３００
摘要：氢番茄红素合成酶是植物类胡萝卜素生物合成途径中促进番茄红素合成的关键酶，据番茄该八根酶的编码基因序列设计一对引物，过Ｒ通Ｔ— ＰＲ在番茄中扩增出一个约１０ｐ的全长ｃＮ片段。测序结Ｃ５０ｂＤＡ

八氢番茄红素脱氢酶基因超表达载体的构建及表达鉴定

八氢番茄红素脱氢酶基因超表达载体的构建及表达鉴定摘要:八氢番茄红素脱氢酶(PDS)是植物类胡萝卜素生物合成途径中促进番茄红素合成的关键酶,根据番茄中该酶的编码基因序列设计一对特异引物,通过RT-PCR在番茄中扩增出一个约1 900 bp的全长cDNA片段｡对这个全长片段构建了超表达载体,酶切检测表明该片段已插入植物表达载体｡采用农杆菌介导的方法转化番茄获得10株转基因植株,PCR检测表明外源基因已导入番茄基因组中｡转基因番茄果实的番茄红素含量分析结果表明,转基因后代株系番茄红素平均含量比对照增加了1.4倍,PDS编码基因的超表达有效促进了番茄果实中番茄红素的合成和积累｡关键词:番茄;八氢番茄红素脱氢酶;超表达;载体构建;遗传转化Construction of Overexpression Vector for Phytoene Dehydrogenase Gene and Its Expression Identification in TomatoAbstract: Phytoene dehydrogenase (PDS) is a key enzyme in the carotenoid biosynthetic pathway. A 1 900 bp full-length cDNA fragment was amplified by RT-PCR from tomato using a pair of specific primers based on the coding sequence of PDS. Using the amplified fragment, the overexpression vector was constructed and identified by digestion with appropriate enzymes. The vector was transformed into tomato by Agrobacterium-mediated method and ten transgenic plants were obtained. The result of PCR revealed that the target gene was integrated into the tomato genome. The lycopene contents in the fruits of transgenic lines were 1.4 times higher than that of the control, suggesting that overexpression of PDS significantly enhanced the lycopene biosynthesis and accumulation in transgenic tomato fruits.Key words: tomato; phytoene dehydrogenase; overexpression; construction of expression vector; genetic transformation番茄红素是一种天然植物色素,是许多类胡萝卜素生物合成的中间体｡番茄红素广泛存在于水果及蔬菜中,在番茄中的含量最高｡近年来国内外许多研究表明,番茄红素可以猝灭活性氧类物质,清除体内自由基,活化免疫细胞,具有防癌､抗癌作用｡番茄红素能消除香烟和汽车废气中的有毒物质,可以预防和治疗心脑血管疾病,保护皮肤｡番茄红素的抗氧化性能是天然类胡萝卜素中最强的,其独特的生理功能正越来越受到人们的重视[1]｡经过多年的研究,人们已基本清楚了植物类胡萝卜素的生物合成途径[2,3],也克隆了合成途径中的大多数关键酶基因[3-5],这使得人们可以通过基因工程的方法调控番茄红素的生物合成｡在植物类胡萝卜素的生物合成途径中,八氢番茄红素脱氢酶(PDS)是促进番茄红素合成的关键酶,该研究的目的是通过RT-PCR的方法从番茄中克隆该关键酶基因,构建超表达载体并通过农杆菌介导对番茄进行遗传转化,以增加转基因后代植株中的番茄红素含量,提高番茄果实的营养价值｡1 材料与方法1.1 材料番茄品种中蔬5号､大肠杆菌DH5α､植物表达载体pMV(由pBI121改造而成,即将GUS片段缺失,引入含有5′-XbaⅠ-XhoⅠ-KpnⅠ-SacⅠ-3′多酶切克隆位点的片段)由华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室番茄组提供｡TRIzol试剂盒购自Invitrogen公司,克隆载体质粒pMD18-T购自TaKaRa公司,第一链cDNA 合成试剂盒､Taq DNA聚合酶､T4 DNA连接酶､限制性内切酶购自Fermentas公司,DNA纯化回收试剂盒及其他相关试剂购自上海生工生物工程有限公司｡1.2 方法1.2.1 RT-PCR扩增及基因克隆根据GenBank中番茄八氢番茄红素脱氢酶(PDS)编码基因序列(M88683)设计一对引物为F:5′-TTCAACTTCAACCCAACC-3′,R:5′-TCACCTCGCACTCTTCTT-3′｡从番茄组织中抽提RNA进行反转录,获得cDNA第一链｡以获得的cDNA为模板进行RT-PCR反应,反应体系为25 μL,内含1×PCR Buffer,MgCl2 1.5 mmol/L,dNTPs 0.2 mmol/L,基因特异引物0.5 μmol/L,Taq DNA聚合酶1U,模板约100 ng｡反应条件:94 ℃预变性5 min;94 ℃､1 min,56 ℃､1 min,72 ℃､2 min,35个循环;最后72 ℃延伸10 min｡回收RT-PCR扩增得到的cDNA片段,克隆到pMD18-T载体上,方法见文献[6]｡重组克隆测序由上海英骏生物技术有限公司完成｡1.2.2 超表达载体的构建将含有PDS编码基因的pMD18-T载体用SalⅠ和KpnⅠ双酶切,回收小片段克隆到经XhoⅠ和KpnⅠ双酶切的pMV载体上,构建成超表达载体(图1)｡将构建的载体通过电击法导入根癌农杆菌EHA105中｡1.2.3 番茄的遗传转化番茄的遗传转化参见文献[7]｡当卡那霉素抗性芽长到2~3 cm后切下抗性芽,插入到生根培养基中诱导生根｡当根长到3~4 cm后将小植株开瓶炼苗3~5 d,然后移栽到花盆中｡1.2.4 转基因植株的检测及番茄红素含量测定提取卡那霉素抗性植株及未转化植株的总DNA,用NPTⅡ引物(F:5′-AGACAATCGGCTGCTCTGAT-3′,R:5′-TCATTTCGAACCCCAGAGTC-3′)进行PCR检测｡PCR反应体系和扩增程序见文献[7]｡转基因植株及对照番茄红素含量测定参照万群等[8]介绍的方法｡2 结果与分析2.1 番茄PDS编码基因的克隆以番茄叶片第一链cDNA为模板,通过RT-PCR扩增出一大小在1 900 bp左右的片段(图2)｡回收目的片段克隆到pMD18-T载体上｡重组质粒经SalⅠ与KpnⅠ双酶切检测,可切下一大小在 1 900 bp左右的片段(图3),证明克隆成功,命名为pMDPDS｡重组子测序结果表明,所克隆的片段全长1 927 bp,其序列与GenBank中M88683的序列完全一致｡2.2 植物超表达载体的构建选择经测序验证的正义重组克隆子pMDPDS,先用SalⅠ和KpnⅠ双酶切,再与经XhoⅠ和KpnⅠ双酶切后的pMV载体连接,构建成超表达载体,定名为pMPDS ｡pMPDS经XbaⅠ和KpnⅠ双酶切检测,可切下一大小在1 900 bp左右的片段(图4),表明所构建的超表达载体完全正确｡2.3 转基因植株的获得与检测采用农杆菌介导的共培养法获得了11株卡那霉素抗性再生植株,这些抗性植株与对照相比没有明显的形态学差异｡以pMPDS载体为阳性对照,未转基因植株为阴性对照,利用NPTⅡ引物对卡那霉素抗性植株进行PCR的检测结果显示,10株再生植株能扩增出预期的740 bp的电泳带,而未转基因植株则无该特异带(图5),初步表明外源基因已整合到番茄的基因组中,PCR结果阳性的植株占抗性植株的比例为90.9%｡2.4 转基因植株后代番茄红素含量分析对转基因番茄植株T1代株系测定果实番茄红素含量,结果见图6｡从图中可看出,转基因植株果实番茄红素含量都比对照显著增加,最高的株系6比对照增加了2.1倍,平均增加了1.4倍｡3 小结与讨论植物类胡萝卜素生物合成途径是重要的色素合成途径,由于植物类胡萝卜素合成途径中几乎所有的基因均已被分离和鉴定,使得利用转基因技术提高一些主要农作物中类胡萝卜素的含量成为可能｡目前,植物类胡萝卜素基因工程进展很大[9-11],转基因“金稻”的培育就是一个突出的例子[12]｡本研究从番茄中克隆了植物类胡萝卜素生物合成途径中促进番茄红素合成的八氢番茄红素脱氢酶(PDS)的编码基因,并构建了该基因的超表达载体,通过农杆菌介导法获得了转基因番茄植株,转基因后代株系果实中番茄红素平均含量比对照增加了1.4倍｡由此可见,超表达PDS的编码基因成功地达到了增加番茄果实中番茄红素的含量和提高番茄果实营养价值的目的｡Fray等[13]的研究表明,组成型过量表达番茄PSY的编码基因导致转基因番茄植株矮化｡同样,Busch等[14]的研究表明,烟草PSY的编码基因组成型过量表达,也引起转基因烟草植株矮化､叶片形态变化等不良反应｡本研究中超表达载体采用的是CaMV 35S启动子,获得的10株转基因番茄植株是组成型超表达PDS的编码基因的,这些转基因植株与野生型相比没有明显的形态学差异,这与张建成等[15]的研究结果一致｡在转基因研究中,人们通常选择组织或器官特异性启动子,以减少对非靶器官或组织生长的影响｡Aluru等[16]利用特异性启动子,将类胡萝卜素合成途径中的3个基因PSY､PDS､ZDS同时过量表达,发现转基因玉米胚乳中积累的总的类胡萝卜素含量是对照的34倍｡因此,在应用基因工程技术调控类胡萝卜素生物合成途径时,应尽量选用组织或器官特异性启动子｡参考文献:[1] 李京,惠伯棣,裴凌鹏. 番茄红素——被关注的功能因子[J].食品科学,2005,26(8):461-464.[2] HIRSCHBERG J. Carotenoid biosynthesis in flowering plants[J]. Curr Opin Plant Biol,2001,4(3):210-218.[3] 朱长甫,陈星,王英典. 植物类胡萝卜素生物合成及其相关基因在基因工程中的应用[J]. 植物生理与分子生物学学报,2004,30(6):609-618.[4] 陶俊,张上隆,徐昌杰,等. 类胡萝卜素合成的相关基因及其基因工程[J]. 生物工程学报,2002,18(3):276-281.[5] CUNNINGHAM F X,GANTT E. Genes and enzymes of carotenoid biosynthesis in plants[J]. Annu Rev Plant Physiol Plant Mol Biol,1998,49:557-583. [6] 邹礼平,高和平,钟亚琴,等. 番茄八氢番茄红素合成酶基因的克隆及超量表达载体构建[J]. 孝感学院学报,2008,28(6):16-19.[7] 邹礼平. 番茄抗坏血酸生物合成与代谢途径中相关酶基因的克隆与调控[D]. 武汉:华中农业大学,2005.[8] 万群,张兴国,宋明. 果实特异性RNAi介导的Lcy基因沉默来增加番茄中番茄红素的含量[J]. 生物工程学报,2007,23(3):429-433.[9] 王玉萍,刘庆昌,翟红. 植物类胡萝卜素生物合成相关基因的表达调控及其在植物基因工程中的应用[J].分子植物育种,2006,4(1):103-110.[10] BRAMLEY P. Regulation of carotenoid formation during tomato fruit ripening and development[J]. J Exp Bot,2002,53(377):2107-2113.[11] GIULIANO G,AQUILANI R,DHARMAPURI S. Metabolic engineering ofplant carotenoids[J]. Trends Plant Sci,2000,5(10):406-409.[12] YE X,AL-BABILI S,KL?魻TI A,et al. Engineering the provitamin A (β-carotene) biosynthetic pathway into (carotenoid-free) rice endosperm[J]. Science,2000,287(5451):303-305.[13] FRAY R G,WALLACE A,FRASER P D,et al. Constitutive expression of a fruit phytoene synthase gene in transgenic tomatoes causes dwarfism by redirecting metabolites from the gibberellin pathway[J]. Plant J,1995,8(5):693-701.[14] BUSCH M,SEUTER A,HAIN R. Functional analysis of the early steps of carotenoid biosynthesis in tobacco[J]. Plant Physiol,2002,128(2):439-453.[15] 张建成,周文静,邓秀新. 超表达草生欧文氏菌crtB基因促进转基因番茄类胡萝卜素合成的研究[J].园艺学报,2010,37(3):390-396.[16] ALURU M,XU Y,GUO R,et al. Generation of transgenic maize with enhanced provitamin A content[J]. J Exp Bot,2008,59(13):3551-3562.。

甜瓜果实八氢番茄红素合成酶基因的克隆及正义表达载体的构建

ＭＡｅ —ｙａＹＵＬｕｎ．ｘｉ—ｙｈ‘ ａ
（ｏｅｅｆＨｒｃｌｒＳｉｃｎｎｉｅｎ，ｈｎｏｇｉｕａｎｅｄｙｔｅ研ＬｂｒｔｒＣｌｇｏｔｕｔｅｃｎｅａｄＥｇｎｒｇＳａｄｎＡｒ￣ｒｌＵｉｒ￣／Ｓｔｌｏｉｕｅｅｉｇｃｖａａｏｏａｙ
ＣｌｎｎｆＰｈｔｅｅＳｎｈｓｎｒｍｕｋｌｎａｄｏｉｇｏｙｏｎｙｔａｅＧｅｅｆｏＭｓｍｅｏｎ
ＣｏｓｒｃｉｎｏｔｅｓｐｒｓｉｎＶｅｔｒｎｔｕｔｆＩｓＳｎｅＥｘｅｓｏｃｏｏ
以ＢｍＨＩＳ／双酶切ｐＩＴ—ＣＰＹａ和ａＩＭＤ８一ｍＳ和表达载体ｐＩ２，Ｂｌ１再将回收的目的片段与ｐＩ２用ＴＮＢ１１４ＤＡ
连接酶连接，结果证明，ｍＳ向插入到ｐＩ２ＣＰＹ正Ｂ１１中，得到了ｐＩ２Ｂ１１一ＣＰＹ的重组质粒。该研究为了解ｍＳ甜瓜八氢番茄红素合成酶的活性调节机制，并通过基因工程手段研究甜瓜ＰＹ的活性奠定了基础。Ｓ关键词：甜瓜；ｋ／氢番茄红素合成酶；克隆；表达载体中图分类号：７５Ｑ８文献标识号：Ａ文章编号：０１４４（０１０一Ｏ４０１０ — ９２２１）８Ｏ０ — ４
ＢｎｔｅａｃｓｉｎｎｍｂｒｏＵ６６２，ｔｅｐｉｒｅｅｄｓｇｅｌｎｅｆｌｌｎｔｆＣａｋｗｉｔｃｅｓｕｅｆＧ３１２ｈｈｏｈｒｍｅｓｗｒｅｉｎｄｔｃｏｅｔｌｅｇｈｏｍＰＳｙｏｈｕＹｂ

八氢番茄红素合成酶基因(TaPSY2)的克隆转化及抗菌肽制备的研究

八氢番茄红素合成酶基因（TaPSY2）的克隆转化及抗菌肽制备的研究在所有植物中类胡萝卜素占着很重要的一部分,是自然界分布最广、种类最丰富的色素,在蓝细菌、藻类、动物及植物中充当着重要的生物功能。

在植物中,类胡萝卜素属于光合作用的色素,它为光合作用捕获光能;在花和果实中,类胡萝卜素对颜色也起着非常重要的作用,包含了很多从黄色到红色的色素,它影响改变花色。

类胡萝卜素在保护人类健康方面起着非常重要的作用,尤其是β-胡萝卜素,不仅是维生素A的前体,而且还具有预防心血管疾病、增强人体免疫力、延缓衰老和抗癌等的作用。

类胡萝卜素的药用保健作用越来越引起人们的密切关注。

因此,利用基因工程的手段,可以调控植物类胡萝卜素的代谢和积累,改变花色、改良果蔬品质。

小麦种子中类胡萝卜素的积累决定了小麦胚乳的颜色,它是评价小麦营养品质的一个重要指标,而八氢番茄红素合成酶基因(PSY)在类胡萝卜素生物合成中是一个重要的关键酶,和胚乳中类胡萝卜素的积累密切关联。

本研究主要利用RACE法从小麦中克隆了PSY基因,构建了植物表达载体,并利用农杆菌介导法将导肽tp和细菌中的八氢番茄红素合成酶基因(crtB)基因导入拟南芥,获得以下结果。

1)通过RACE技术克隆了小麦PSY基因的部分cDNA,序列长为1,150 bp,推测编码304个氨基酸,分子量大约33.9 kDa。

2)小麦的PSY 基因与其它植物PSY基因高度同源,相似性在60%—90%之间。

其中与水稻、玉米中PSY2的同源性最高达到90%以上,进化分析表明,PSY 基因在植物进化上是高度保守的。

软件分析表明我们克隆的PSY基因属于PSY2群,我们将该基因命名为TaPSY2。

3)利用PCR技术扩增出tp和crtB基因,均连接到pMD18-T载体并经测序确定后,通过中间载体pBlue-script KS将tp和crtB 基因连接起来,然后将tp和crtB基因连接到植物双元载体pBI121-napA的种子特异性启动子(napA)的后面。

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Ｊ４９９）Ｆ９６４。
关键词：八氢番茄红素合成酶；君子兰；克隆；序列分析
中图分类号：Ｑ８７５文献标志码：Ａ文章编号：１０ — ３９２１）４０３００５９６（０２０ — １－４１
ＣｌｉｇａｄｓｑｅｃｎｙｉｆｐｙｏｎｙｔａｅｃｏｎｎｎｅｕｎｅａａｌｓｓｏｈｔｅｅｓｎｈｓＤＮＡｒｆＯｍｉ－ＣｌｖｉｎａａＲｏｅ／ＡｈｎｈｎＹＡｈｉ，ＮＺｉｅＺＯｉａ（ｏｅｅｏｏ－ａｍｉｉｔｇｌＯＳａｓａ，ＵＮＺｉｎＱＩｈｉＨＵＸｕｎＣｌｇｆｒＬｍｇｗ，ｙｌＨ
ＮｒｉｕｓｕｏｎｒｉｕＧｎａｋａｃｓｉｎｎｍｂｒ７８４１ａｄａｎｖｌ１ｂｃＮａａｃｓｓｐｅｄａｃｓｓ（ｅＢｎｃｅｓｕｅ８１．）ｎｏｅ．ｋＤＡｗｓｓｓｏＸ４
ｏｂａｉｅｒｔｎｄｆＯｍｉｉｎｉｔＣｌａｍｉａａＲｏｇｌｂｖｅｙＰＣＲｔｏＴｈｅｕｃｎｙｉｈｗｅｈｔｔｅｌｇｔｆｍｅｈｄ．ｅｓｑｅｎｅａａｌｓｓｓｏｄｔａｈｅｎｈｏｃＤＮＡｗａｓ１９ｐｗｉｅｅｄｉｇｆａｆ１７ｐ．Ｔｈｓｇｅｅｃｄｅｏｌｐｐｉｆ４２３５ｂｔａｎｏｐｎｒａｎｒｍｅｏ２２ｂｈｉｅｎｎｏｄａｐｙｅｔｄｅｏ３ａｎｍｏａｉｓｔＤＮＡｅｅｎｅｓｏｄ８一６％ｉｅｔｙｗｉｉｃｄ．Ｉｃｓｓｑｕｃｈｗｅ９％７ｄｎｉｔＰＳＹｎｒｍＮａｃｓｕａｅｔｔｈｇｅｅｓｆＯｒｉｓｓｔｚｔａ
劳杉杉，苑志明，秦智伟，周秀艳
（东北农业大学园艺学院，哈尔滨１０３５００）
摘
要：根据ＧｎａｋｅＢｎ上登陆的黄水仙八氢番茄红素合成酶基因（录号：Ｘ８１．）登７８４１设计特异引物，通过
ＰＲ扩增从君子兰ｃＮＣＤＡ中克隆出一个１ｂ．ｋ的片段。序列分析表明，这个序列全长１９ｐ包含一个１７ｐ４５ｂ，３２ｂ２
的开放阅读框，并且编码４３个氨基酸。与水仙（Ｑ８６４、文心兰（Ｊ５９８和茶花（Ｆ４０５相比，此２Ｄ９４７）Ｆ８９８）Ｅ５５０）
ｃＮＤＡ序列显示出９％～６８７％的同源性，并且与水仙、猕猴桃、番茄和柿相比，其氨基酸序列显示出达到了９％～９８％的同源性。由此可知，研究所克隆的序列为君子兰的ＰＹ长基因，该ＰＹ因已登陆Ｇｎａｋ登录号：０Ｓ全Ｓ基ｅＢｎ（
ｓｑｕｎｅｅｅｃｓｈｒｄ９％一Ｏ％ａｅ９８ｉｎｉｗｉＰＳＹｐｏｅｉｆ０ｍＮａｒｉｓｓａｅｔ，Ａｃｉｉｉｄｌｉｓ，ｄｅｔｙｔｔｈｒｔｎｒｃｓｕｔｚｔａｔｄａｅｉｏａｎｃ
ＳｏａｍｌｃｐｅｓｃｍａｎＤｉｓｙｏｋｉｒｓｅｃｉｅｌＴｈｒｕｔｉｄｉａｅｔａｔｅｅｅｃｌｎｕｙｏｒｉｕｄｏｐｒｓａｋ，ｅｐｔｙ．ｖｅｅｓｌｎｃｔｄｈｔｈｓｑｕｎｅｓ
（Ｑ８６４，ｃｉｍｇｗｒＲｍｅＦ８９８）ｎａｌｉｎｉＥ５５０）ＩｍｎｃＤ９４７）Ｏｎｉｕｏｅａｓｙ（Ｊ５９８ａｄＣｍｅｌｓｅｓｄｉｎａｓ（Ｆ４０５．ｔａｉｏａｉｓｄ
第４卷第４３期
２１４月０２年
东
北
农
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大
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ห้องสมุดไป่ตู้
学
报
４（）１３１６３４：１－１
Ａｐｌ２２ｉｒ０１
ＪｕｎｌｏｒｈａｔＡｇｉｕｔｒｌＵｎｖｒｉｙｏｒａｆＮｏｔｅｓｒｌａｉｅｓｔｃｕ
君子兰八氢番茄红素合成酶基因的克隆与序列分析
ｏｂａｉｅｉｔｉｔｄｓｔｅｆｌｅｔＰＳＹＤＮＡｒｔｎｄｎｈｓｓｕｙｗａｈｕｌｎｇｈｌｃｆ０ｍＣｌｉｍｉｉａｉａｖｎａｔＲｏｇａｄｈＧｅｎｅｌｎｔｅＢａｎｋ
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ＡｂｔａｔａｒｏｐｃｆｒｒｓｄｓｇｅｃｏｄｎｏｔｅＰｓｒｃ：ＡｐｉｆｓｅｉｃｐｉｓｗａｅｉｎｄａｃｒｉｇｔｈＳＹｍＲＮｅｕｎｆｉｍｅＡｓｑｅｅｏ