橘红心白菜和普通大白菜类胡萝卜素代谢途径主要酶基因的表达分析

【摘要】： 大白菜原产于我国，是我国重要的蔬菜作物。大白菜叶球是主要的食用部分，储存了丰富的营养物质。由北京农科院蔬菜研究中心选育的高营养品质“北京橘红心”大白菜叶球为橘红色，其类胡萝卜素含量远高于普通大白菜。为了在分子水平上揭示橘红心大白菜叶球呈橘红色的机理，本研究比较分析了在结球时期橘红心大白菜和普通大白菜中类胡萝卜素代谢途径中9个主要酶基因的表达水平。根据已经发表的有关酶的基因序列，设计合成了80对简并引物。通过设定三段退火温度，从中筛选出9对特异性较强的引物，并摸索出这9对引物最佳扩增条件。通过RT—PCR和Southern杂交检测技术，对橘红心大白菜和普通大白菜中类胡萝卜素代谢途径中9个主要酶基因的表达进行比较分析，结果显示，这9个主要的酶基因在两种大白菜中都存在，并都有表达。同时，对橘红心大白菜和普通大白菜共8个材料进行高效液相色谱(HPLC)分析，结果表明，5个橘红心材料中均含大量的番茄红素，而普通白菜均未检测到；叶黄素(Lutein)、B—胡萝卜素含量在两种材料中无明显差别；两种材料均未检测到α—胡萝卜素；在类胡萝卜素总量上，橘红心大白菜是普通大白菜的7倍。综合这些结果和前人的研究，可以推论：在结球期，橘红心大白菜中GGPS、PSY、PDS和ZDS的表达量要高于普通大白菜；β—LYS和ε—LYS的表达有可能低于或相等于普通大白菜；VDE和ZEP的表达在两种材料中有无差别有待进一步研究。该研究工作需进一步对9个酶基因的表达做定量分析，以找到在橘红心白菜和普通白菜中类胡萝卜素代谢途径中主要酶基因表达的差异所在，从而分离影响类胡萝卜素合成的调控基因。本研究工作为大白菜和其他作物的分子育种和代谢工程打下了一定的基础。