小白菜脂肪族硫代葡萄糖苷相关转录因子MYB28基因的克隆及功能分析
硫代葡萄糖苷简称硫苷(Glucosinolates,GS)，是一类广泛存在于十字花科植物中的富含氮、硫的重要次生代谢物质，目前自然界中被发现和鉴定的硫苷种类已经超过120种，其中绝大部分存在于十字花科植物中。大量研究发现，硫苷及其水解产物不仅对人体具有抗癌作用，而且是植物防御体系的重要组成部分，在植物防御病菌、昆虫侵犯和昆虫的寄主植物定位等方面具有重要作用。因此，通过分子生物学手段调控硫苷含量和组分，既可深入理解硫苷的生物合成和降解的分子生物学机理，又为培育、获得高品质、抗病虫的十字花科蔬菜品种提供理论依据，对蔬菜安全生产和品质的提高具有十分重要的意义。 Myb(v-mybavianmyeloblastosisviraloncogenehomolog)基因家族是广泛存在于真核生物体内的最大转录因子家族之一，其在植物发育、次生代谢和生物及非生物协迫应答中具有重要调节作用。近年来，通过功能基因组学研究方法发现，在拟南芥基因组中Myb基因家族中的R2R3-Myb亚家族成员Myb28，Myb29，Myb76可以通过调控以蛋氨酸为前体的脂肪族硫苷生物合成代谢过程中一系列相关功能基因，从而调控硫苷的含量与组分，其中Myb28转录因子起主要调控作用，对参与脂肪族硫苷合成途径的MAM1，MAM3，CYP79F1，CYP79F2和CYP83A1等基因具有特异的正调控作用，从而诱导植物体内脂肪族硫代葡萄糖苷积累。 本研究以我国栽培较为普遍的小白菜为试验材料，通过RT-PCR和RACE-PCR法从小白菜中分离调控硫代葡萄糖苷合成的相关Myb28转录因子，构建其正反义植物表达载体，转化拟南芥，并用不同浓度茉莉酸甲酯处理不同小白菜品种叶片，研究茉莉酸甲酯对小白菜硫苷含量变化影响及相关转录因子Myb28基因的表达情况。初步分析小白菜脂肪族硫苷相关转录因子Myb28基因的功能，为今后获得高硫苷含量的转基因蔬菜奠定基础，为通过人为调控等方法改善蔬菜中硫苷的含量，开发、培育功能型保健蔬菜提供一定理论指导，主要结果如下： 1、通过RT-PCR和RACE-PCR方法从小白菜叶片中克隆到脂肪族硫苷相关转录因子Myb28基因序列全长，GeneBank注册号为HQ270468，经序列测定和同源序列分析表明，分离所得的Myb28基因序列与预期序列同源性较高，所得序列为小白菜Myb28基因。 2、构建Myb28基因正义和反义植物表达载体，采用冻融法转入农杆菌LBA4404菌株，通过花序浸泡法对Myb28基因缺失的拟南芥进行了遗传转化，并获得转基因植株，PCR检测结果初步表明对应T-DNA已经整合到拟南芥基因组中。 3、以小白菜“上海青”、“四月慢”、“杭州油冬儿”和“皱叶黑油冬儿”四个品种地上部分（茎和叶）为试验材料，研究了不同浓度(0，0.1和0.2mM)外源茉莉酸甲酯处理对不同品种小白菜硫代葡萄糖苷含量和组成的影响。结果表明，两种浓度的外源茉莉酸甲酯处理均未改变小白菜硫代葡萄糖苷组成，但显著提高了多个硫苷组分的含量，其中绝大多数处理的总吲哚硫苷含量与对照相比显著提高，从而促使总硫苷的含量也达到极显著差异水平，与总吲哚族硫苷含量相比，外源茉莉酸甲酯处理对总脂肪族硫苷的诱导效果相对较弱。 4、以小白菜“上海青”、“四月慢”、“杭州油冬儿”和“皱叶黑油冬儿”四个品种叶片为试验材料，研究了不同浓度(0，0.1和0.2mM)外源茉莉酸甲酯处理对不同品种小白菜硫代葡萄糖苷相关转录因子Myb28基因表达情况的影响。结果表明，两种浓度的外源茉莉酸甲酯处理对Myb28的表达有一定的影响，与对照相比，四个品种的四个处理中Myb28基因的表达量都有提高，其中，“四月慢”和“杭州油冬儿”的变化显著，Myb28基因的表达量较高。
小白菜;脂肪族硫代葡萄糖苷;转录因子;MYB28基因;克隆技术;调控作用
石河子大学
硕士
蔬菜学
刘慧英
2012
中文
S634.3;S603.6
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2013-04-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）