玫瑰類黃酮合成相關基因的克隆和功能解析.pdf

1、玫瑰(Rosa rugosa Thunb.)是一種具有重要經(jīng)濟價值的觀賞植物，其花色艷麗、香氣溢人。玫瑰花瓣是提取香料的重要材料，玫瑰精油因價格高產(chǎn)量低，被人們譽為液體黃金。除此之外，玫瑰花還具有一定的消炎，活血，抗氧化等。然而目前對玫瑰的研究主要局限栽培生理和新品種選育上，隨著玫瑰轉(zhuǎn)基因體系的成熟，利用生物技術提高玫瑰產(chǎn)品附加值成為可能。本課題以玫瑰為材料研究類黃酮合成的分子機制。我們從玫瑰花瓣中分離得到二氫黃酮醇還原酶(RrDFR1

2、)、黃酮醇合成酶（RrFLS1）和花青素還原酶（RrANR）并對它們的功能進行了深入研究。主要研究結(jié)果如下:
　　1通過對玫瑰、野薔薇、桃、香石竹、杜鵑、山茶以及矮牽牛7個物種的紅花白花進行色素成分分析，發(fā)現(xiàn)紅花和白花中都能檢測到黃酮醇，而花青素在白花中幾乎檢測不到。通過對紅花白花中類黃酮合成相關基因的表達分析，表明FLS和DFR的競爭性表達與花青素和黃酮醇的積累有關。為了進一步闡明這種調(diào)控規(guī)律的作用，我們從玫瑰、矮牽牛和桃中分離

3、了FLS基因，從玫瑰和矮牽牛中分離DFR基因。煙草轉(zhuǎn)基因結(jié)果表明，超表FLS能夠增強黃酮醇的合成，減少花青素的積累，從而使轉(zhuǎn)基因煙草花色由紅色變?yōu)榘咨?相反，超量表達DFR基因，抑制內(nèi)源NtFLS的表達，促進花青素合成?；谏鲜鼋Y(jié)果，我們認為FLS和DFR對共同底物的競爭，分別實現(xiàn)黃酮醇和花青素的合成，從而決定紅白花顏色的分化。
　　2利用FPNI-PCR技術從玫瑰中分離得到RrANR，構建超量表達載體轉(zhuǎn)化煙草。轉(zhuǎn)基因煙草花色變白

4、，原花青素和ABA含量增加，抗氧化能力增強。通過對RrANR轉(zhuǎn)基因煙草和未轉(zhuǎn)基因煙草轉(zhuǎn)錄組測序結(jié)果的分析，結(jié)果表明轉(zhuǎn)基因煙草中有1586個基因上調(diào)表達，其中包括相關抗逆基因和次生代謝物合成的相關基因，特別是ABA途徑和抗氧化酶系統(tǒng)。為了進一闡明RrANR提高植物抗逆性的分子機理，從煙草中分離了NtABF。超表達NtABF顯著提高植株抗逆性以及抗氧化酶相關基因的表達。外源PA和ABA處理同樣可以上調(diào)NtABF和抗氧化酶相關基因的表達。上述