拟南芥叶绿体中乙醇酸代谢的遗传操作

• 作 者: 宋珊珊
• 机 构: 南开大学
• 出 处: 南开大学
• 发表日期: 2015年期
• 关键词: 植物叶绿体 乙醇酸代谢 遗传转化 基因表达

乙醇酸和乙醛酸是光呼吸途径的重要的中间代谢物，它们的积累会破坏DNA、氧化生物膜脂质、修饰蛋白结构、影响某些基因的转录并抑制酶的活性等，对植物体产生严重的毒害作用，最终影响植物正常的生长发育。因此它们的代谢过程在植物体内非常重要。除了过氧化物酶体中的乙醇酸氧化酶之外，植物叶绿体中存在着乙醇酸氧化的替代途径。另外，拟南芥中存在两种类型的乙醛酸还原酶（GR1和GR2），分别定位在细胞基质和叶绿体中。本论文旨在对叶绿体中的乙醇酸-乙醛酸代谢途径以及其和光呼吸途径的联系进行研究。　　本文以双子叶植物拟南芥为材料，通过构建GR2的过表达载体并进行遗传转化，成功获得GR2的过表达株系。筛选得到纯合体G6、G8、G9以及G10后，利用半定量PCR和实时定量PCR技术检测到转基因株系中GR2的转录水平比野生型高2~68倍。转基因株系的GR1的转录水平略低于野生型。在转基因植株中，光呼吸途径中的 SHM1，PLGG1和 SGAT基因表达水平较野生型稍高，推测是由于转基因株系中叶绿体中乙醇酸的积累造成的。转基因植株与野生型的地上部分未有明显差异。未施加处理时，转基因株系幼苗的主根比野生型长， G6-2和G8-5差异比较显著。0.5 mmol/L SHAM处理后，15 h时根尖首先出现红色，随着时间进行，红色往上蔓延，幼苗的生长也受到明显抑制；转基因株系的主根比野生型长，尤其G6-2和G8-5差异显著；3 d后转基因和野生型幼苗均不再生长。完成PGLP1过表达载体构建和拟南芥遗传转化，成功获得 PGLP1的过表达株系，目前已获得7株转基因植株。完成GR2的敲减载体的构建和遗传转化，成功获得12株敲减株系。