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《浙江大学》 2005年
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刺梨高含量AsA的积累机制及其关键酶基因的克隆与表达

安华明  
【摘要】:刺梨(Rosa roxburghii Tratt)属蔷薇科蔷薇属植物,是原产我国的一种新兴果树。其果实肉脆、甜酸并具浓郁的特殊香味,特别是因为富含维生素C(AsA)而倍受世人关注,素有“维生素C之王”的美誉。也正因如此,近年来刺梨人工栽培规模日益扩大,有关刺梨果实的开发利用也卓有成效,在我国部分地区特别是西南地区的经济开发和生态建设中已经并正在发挥着非常重要的作用。但是,与此不相适应的是,对刺梨特别是刺梨果实合成和积累高水平AsA的相关科研工作几乎还未有涉及。 为此,本论文就刺梨果实合成和积累高水平AsA的生理原因、尘化途径,以及关键酶基因的分子克隆、时空表达、功能分析及遗传转化等方面进行了深入研究,以期为揭示刺梨这种特殊而珍贵的果树资源积累高含量AsA的生理机制和分子机理奠定理论基础,并可在此基础上为通过基因工程的方法提高农作物产品中AsA水平提供物质条件,取得的主要结果以下: 1 刺梨果实和叶片发育过程中具有不同的AsA积累特点 研究发现刺梨果实和叶片具有不同的AsA积累规律和特点:1) 积累量差异大:成熟刺梨果实中AsA含量约为1200 mg·100g~(-1)FW,是常见高AsA水果或蔬菜的10~20倍以上;而刺梨叶内AsA含量约为174 mg·100g~(-1)FW,只有果实的约七分之一。2) 积累模式不同:AsA在刺梨果实的整个发育过程中呈“慢一快一慢”的持续积累模式,即在最初40 d内AsA极少积累,并主要以氧化型(DHA)形式存在;6月中旬AsA开始逐渐积累,从6月底至8月初的约40 d内是刺梨果实AsA积累量最多和最重要的积累时期,期间的净积累量已达终积累量的约90%;之后随着果实逐渐成熟,AsA几乎停止积累。而就叶片而言,在未完全展开的幼叶中含有比其他叶龄叶片更高的还原型AsA含量,并且随着叶龄的增加稍许降低,衰老叶内不含AsA;完全展开叶内含有最高的AsA库(AsA+DHA),但其中大部分为氧化型(DHA)。3) 所含AsA型态占AsA库的比例不同:果实中主要为还原态AsA,DHA含量还不足总AsA量的0.2‰;而叶内DHA所占比例较大,至少30%以上,在完全展开叶中甚至高达67%。 2 刺梨Gal LDH的基本生化特性及其在果实发育过程中的活性变化与AsA积累的关系 蛋白质结构和活性分析表明,与其他植物一样,刺梨Gal LDH也定位于线粒体。浓度为1 mmol/L的CuSO_4和ZnSO_4等二价会属盐能抑制刺梨Gal LDH约30%的酶活性,有机抑制剂丫啶黄素(Acriflavine)的抑制作用最强,能抑制其约70%的酶活性,而早期报道的Gal LDH酶强抑制剂石蒜碱(Lycorine)即使处理浓度达340 μmol/L时对刺梨Gal LDH酶活性也几乎没有作用;此外,以D-葡萄糖醛酸作为反应底物时刺梨Gal LDH能表现约40%的活性。刺梨果实发育过程中Gal LDH酶活性变化与AsA
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:S661.2

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【引证文献】
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