甜瓜果实番茄红素-β环化酶基因的克隆、表达与遗传转化研究

• 作 者: 郝慧
• 机 构: 山东农业大学
• 出 处: 山东农业大学
• 发表日期: 2012年期
• 关键词: 甜瓜 β-胡萝卜素 番茄红素β环化酶 克隆 遗传转化

甜瓜（CucumismelonL.）是世界上重要的园艺作物之一，果实含有大量的类胡萝卜素，其中β胡萝卜素含量最为丰富。医学研究表明，类胡萝卜素具有增强人体免疫力、防止心血管疾病和癌症等方面的重要作用。番茄红素β环化酶(LCYB)是甜瓜果实β胡萝卜素合成中的关键限速酶。本论文通过高效液相色谱法(HPLC)测定了不同基因型甜瓜果实发育过程中β胡萝卜素的含量，克隆了甜瓜果实Lcyb基因全长cDNA，并进行了表达特性分析和遗传转化研究，以期为利用现代生物技术手段进行甜瓜品质改良奠定基础。主要研究结果如下：1.利用HPLC测定了两个不同基因型的甜瓜品种，即光滑黄皮白色果肉M01-3和绿色网纹橙色果肉‘Homoka’果实发育过程中β-胡萝卜素含量，结果表明，β-胡萝卜素含量在两个品种果实发育过程中的变化趋势一致，果实发育前期含量很低，接近成熟时含量达到最大值，成熟后含量又下降。两个品种果实中β-胡萝卜素含量差别很大，‘Homoka’在果实成熟前期β-胡萝卜素含量最高，是M01-3的十几倍。2.根据GeneBank中登记的其它植物的Lcyb基因保守序列设计兼并引物，利用RT-PCR及3′、5′RACE技术从M01-3甜瓜果实中克隆到Lcyb基因，该基因全长1871bp，编码504个氨基酸，在GenBank中登记号为GU457407。3.利用RealTimeRT-PCR进行了Lcyb基因在甜瓜不同器官和果实发育阶段的表达特性分析，结果表明，Lcyb基因在M01-3和‘Homoka’根、茎、叶、花和果实中都有表达，在M01-3花中的表达量最高，在‘Homoka’成熟果实中的表达量最高。Lcyb基因在果实中的表达量随着果实的发育逐渐增加，M01-3在花后25天达到最大值，随后缓慢下降，‘Homoka’在花后45天达到最大值，果实成熟后又迅速下降。4.构建了甜瓜Lcyb基因的正、反义表达载体，并利用农杆菌介导法对甜瓜进行了遗传转化，成功获得Kan抗性的转化苗。