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《西北农林科技大学》 2002年
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胡萝卜(Daucus carota L.)茄红素代谢的基因调控及其影响因子研究

梁燕  
【摘要】: 茄红素对人类健康的特殊作用近年来才被发现,然而植物中茄红素含量很低,人体自身又不能合成。因此,如何提高植物中茄红素含量并使茄红素生产规模化、商品化,是当前急待研究的课题。本研究对胡萝卜(Daucus carota L.)茄红素合成的基因调控以及细胞培养条件下茄红素合成代谢的激活因子进行了研究,取得了如下结果: 采用反义RNA技术,成功地构建了CaMV35S启动子驱动的胡萝卜茄红素p-环化酶cDNA 3′端306bp、5′端397bp及中间段739bp反义RNA植物表达载体,为利用这些基因对植物茄红素代谢进行调控奠定了基础。 用构建的三种载体通过叶盘法对两个烟草品种(SRI和Xanthin)进行了遗传转化,得到了转基因植株。转基因植株的Southern杂交以及茄红素含量分析结果表明,目的基因已整合到烟草基因组中,转基因烟草叶片中茄红素含量高于阴性对照,证明目的基因已在烟草中表达,载体构建正确,载体在对农杆菌的转化过程中保持了完整的反义基因结构。 用经烟草转化验证的三个载体采用下胚轴浸染法,转化两个胡萝卜品种(华育二号和新透心红),得到了转基因植株和种子。Southern结果证明目的基因已整合到胡萝卜基因组中,Northern杂交显示转基因植株中由35S启动子驱动的反义茄红素-β-环化酶基因得到了正常表达,转录出对茄红素-β-环化酶基因特异性的反义RNA。茄红素含量分析表明,转基因植株叶片中茄红素含量高于阴性对照,说明反义基因抑制了内源基因的表达。通过对不同反义基因片段转化的植株叶片、愈伤组织及悬浮细胞中茄红素含量的分析发现,3′端反义RNA对茄红素β-环化酶的抑制作用较5′端强,中间段居中。 通过对胡萝卜转化体系研究,认为B_5培养基体系较MS培养基体系更适于转 化胡萝卜愈伤组织的诱导与生长,细胞悬浮培养较固体培养诱导再生植株效率更 高。这一结果的取得,迈出了植物茄红素代谢基因调控的第一步,为进一步深化 研究奠定了技术和材料基础。 细胞培养是生产次生代谢物质的有效途径,为了使茄红素生产以及高茄红素 含量材料能尽快用于茄红素的商业化生产,以橙色品种TEBE和紫色品种新透心 红细胞系为材料,采用二段式培养法,研究了培养条件、培养基种类、蔗糖浓度。 植物生长调节剂以及无机离子等对胡萝卜悬浮细胞茄红素合成代谢的影响及其 作用机制。结果表明,培养条件对不同细胞系茄红素代谢的影响不同。光照和适 当低温有利于新透心红茄红素合成,而暗培养利于TEBE茄红素合成,温度对TEBE 茄红素合成的影响不显著。新透心红细胞中茄红素含量最大值出现在培养25~ 30天,而TEBE含量最大值出现在培养15天左右。 培养基和蔗糖浓度对不同细胞系茄红素合成影响趋势基本一致。MG。培养基 和高浓度蔗糖对新透心红和TEBE茄红素的合成具有促进作用。 无机离子对茄红素合成代谢的影响不同。PO。’-浓度增加,新透心红茄红素合 成增强,浓度愈高茄红素合成代谢愈旺盛,当浓度高于 10InM时,茄红素合成极 显著增强,NO。-为25mM利于茄红素合成。而PO。’-对TEBE茄红素合成代谢无显著 影响,NO。-浓度高于54mM,TEBE茄红素合成增强。 植物生长调节剂对不同细胞系的影响不同。1.omg/L 2,4-D,3.omg/L NAA 促进新透心红茄红素合成。而NAA对TEBE茄红素合成无显著影响,5.omg儿 2,a{ 使TEBE茄红素合成极显著增强。 以八氢番茄红素合成酶(PSY),zeta-胡萝卜素脱饱和酶(ZDS)以及茄红素p- 环化酶(LYC亿)基因为探针,对各处理细胞中相应酶mRNA的转录活性进行了检 测,发现不同因子对不同细胞系茄红素合成相关酶mRNA的转录量影响不同。对 TEBE茄红素合成的促进,主要是通过茄红素合成上游酶表达量的整体提高,增 加茄红素合成前体物来提高合成量。而对新透心红茄红素合成的促进,主要通过 对茄红素-8-环化酶基因转录的抑制,减少茄红素向p-胡萝h素的转化来增加 茄红素含量。 所有因子只影响TEBE茄红素合成代谢的水平高低,茄红素含量提高,D-胡 萝卜素的含量也同步提高,而不改变TEBE细胞中原茄红素与p-胡萝卜素含量的 比例。PO。’一、温度和培养时间对新透心红茄红素合成的影响则不同,高浓度PO;‘。 适当低温(20 C)、较长的培养时间。高蔗糖浓度不但使茄红素含量提高,而且 使茄红素含量高于户-胡萝卜素含量,使茄红素与巳-胡萝卜素含量的比值由小于 1变为大于1。所以这些因子更有利于茄红素的合成与生产。 茄红素影响因于及其机制的研究,特别是对茄红素合成代谢具有特异作用的 影响因子的发现,为茄红素的工厂化生产以及生产体系的进一步优化奠定了技术 和理论基础。 胡萝卜茄红素代谢的基因调控研究,证明了利用反义RNA技术对植物次生代 谢进行调控的可行性和有效性。本试验创造了高茄红素含量材料,发现胡萝卜茄 红素-8-环化酶基因不同反义片段对内源茄红素寸-环化酶基因表达的抑制效 果不同,为对茄红素寸-环化酶基因表达的有效调控提供了依据。对茄红素代谢 影响因子的研究提出了适合不同细胞系茄红素合?
【学位授予单位】:西北农林科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:S631.2

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【引证文献】
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1 曲瑞芳;番茄果实中番茄红素的遗传分析及与农艺性状的相关性研究[D];西北农林科技大学;2006年
【参考文献】
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1 耿三省,张平,王健萱;胡萝卜中胡萝卜素含量测定方法[J];北京农业科学;1996年02期
2 陆春贵;徐鹤林;余文贵;杨荣昌;曹晓凤;朱玉贤;陈章良;;番茄ACC合成酶反义cDNA转化及转基因番茄果实贮藏生理特性研究[J];江苏农业学报;1996年01期
3 罗云波,郝四平,生吉萍;反义ACS转基因乙烯缺陷型番茄的生理特性[J];中国农业大学学报;2000年03期
4 罗云波,生吉萍,申琳;番茄中反义ACC合成酶基因的导入与乙烯生物合成的控制[J];农业生物技术学报;1995年02期
5 马庆虎,宋艳茹,魏玉凝,李跃东,侯林林;多聚半乳糖醛酸酶反义基因在转基因番茄中的表达[J];生物多样性;1995年01期
6 刘月英,潘丽娉,何国荣,李仁忠;红酵母COS—5产胡萝卜素条件的研究[J];微生物学通报;1999年03期
7 杨文,吉春明;一种简单的胞壁破碎方法[J];微生物学通报;1995年01期
8 王岁楼,张平之;利用红酵母发酵生产β-胡萝卜素的研究进展[J];微生物学杂志;2000年02期
9 徐昌杰,张上隆;植物类胡萝卜素的生物合成及其调控[J];植物生理学通讯;2000年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 薛炳烨,束怀瑞;应用基因工程改良果实成熟特性研究进展[J];山东农业科学;2002年04期
2 刘栓桃,赵智中,何启伟;大白菜转基因育种及分子标记研究进展[J];山东农业科学;2004年03期
3 魏国芹;戴洪义;孙玉刚;梁美霞;安淼;;榅桲离体培养繁殖的研究[J];山东农业科学;2010年01期
4 张晓东;李利斌;宋宜现;李化银;刘立峰;高玲;高建伟;;大白菜高效稳定遗传转化体系的建立[J];山东农业科学;2010年02期
5 刘媛媛;张春庆;吴承来;;LeJA2基因沉默表达载体导入番茄转化系统的建立[J];山东农业科学;2010年02期
6 吴志平;植物转基因方法在桑树上的应用[J];安徽农学通报;2003年04期
7 狄曙玲;刘列钊;柴友荣;杨光伟;;类黄酮物质及查尔酮合酶在油菜性状改良中的作用[J];安徽农学通报;2007年18期
8 张宝琼;范眸天;屈云慧;于丽霞;李涵;;利用卡那霉素筛选非洲菊转基因植株的技术研究[J];安徽农学通报(上半月刊);2009年03期
9 夏珣;闫明旭;李名扬;眭顺照;;Metallothionein克隆载体及表达载体的构建及转化矮牵牛的初步研究[J];安徽农学通报(上半月刊);2009年07期
10 张霞;刘敦菊;徐立;眭顺照;李名扬;;白兰叶挥发油提取方法及工艺条件研究[J];安徽农学通报(上半月刊);2011年03期
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1 黄月琴;薛建平;;植物抗病分子机制及抗病基因工程研究进展[A];现代农业理论与实践——安徽现代农业博士科技论坛论文集[C];2007年
2 ;Distribution and carbon isotope composition of lipid biomarkers in Lake Erhai and Lake Gahai sediments on the Tibetan Plateau[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(下)[C];2012年
3 翟红;刘庆昌;;甘薯及其近缘野生种遗传转化的研究[A];作物科学研究理论与实践——'2000作物科学学术研讨会文集[C];2001年
4 ;Heat-inducible Expression of β-glucuronidase Gene in Tobacco[A];2003年全国作物遗传育种学术研讨会论文集[C];2003年
5 尹钧;任江萍;李志岗;李磊;周苏玫;卫丽;宋丽;;转基因抗穗发芽小麦的获得[A];中国作物学会2007年全国作物遗传育种学术研讨会论文集[C];2007年
6 余传元;赵志刚;陈平;江玲;翟虎渠;万建民;;利用CSSL群体研究水稻籼粳亚种间杂种的育性[A];提高全民科学素质、建设创新型国家——2006中国科协年会论文集(下册)[C];2006年
7 Andreas Fuhrmanna;Jens Mingram;Andreas Lckea;Brian Horsfield;Jrg F.W.Negendank;Gerhard H.Schleser;Heinz Wilkes;;Variations in organic matter composition in sediments from Lake Huguang Maar(Huguangyan),south China during the last 68 ka:implications for environmental and climatic change[A];中国科学院地质与地球物理研究所二○○三学术论文汇编·第三卷(地球环境·工程地质与灾害)[C];2003年
8 吴洁;周宇;张雪梅;阎文昭;;幽门螺杆菌热休克蛋白基因HspB-C对甘薯遗传转化的研究[A];中国核科学技术进展报告——中国核学会2009年学术年会论文集(第一卷·第8册)[C];2009年
9 刘成明;梅曼彤;;无患子科果树植物DNA的高效提取及RAPD分析体系的优化[A];中国园艺学会第五届青年学术讨论会论文集[C];2002年
10 张凤兰;;白菜根癌农杆菌介导法基因转化体系的建立[A];蔬菜分子育种研讨会论文集[C];2004年
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5 李慧娥;中国野生华东葡萄抗白粉病株系白河-35-1转录因子基因(WRKY)表达与功能研究[D];西北农林科技大学;2010年
6 徐伟荣;中国华东葡萄抗白粉病芪合成酶基因及启动子克隆与功能分析[D];西北农林科技大学;2010年
7 关正君;樱桃番茄的HBsAg基因转化及其突变体特性研究[D];西北大学;2011年
8 管延安;甜高粱遗传图谱的构建及能源相关性状的QTL定位[D];山东农业大学;2011年
9 冯宝珍;辣椒疫霉(Phytophthora capsici)诱导坏死蛋白基因克隆及功能研究[D];山东农业大学;2011年
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1 张庆福;枳精氨酸脱羧酶基因(PtADC)转化烟草提高抗脱水研究[D];华中农业大学;2010年
2 刘红梅;农杆菌介导百子莲抗寒基因CBF1高效转化体系的建立[D];华中农业大学;2010年
3 魏礼玲;MYB转录因子家族相关EST干涉载体构建及遗传转化的研究[D];华中农业大学;2010年
4 姜珍;小麦根渍水形成通气组织过程中细胞壁降解与Ca~(2+)相关研究[D];华中农业大学;2010年
5 张晓黎;番茄耐贮藏基因标记开发及辅助自交系选育[D];华中农业大学;2010年
6 张鲁军;离子束诱导普通小麦小偃81 HMW-GS 1Ax1缺失突变家系突变机制研究[D];郑州大学;2010年
7 刘无双;拟南芥种子特异表达基因启动子分析[D];山东农业大学;2010年
8 于军伟;苹果α-法尼烯合成酶基因转化番茄研究[D];山东农业大学;2010年
9 孔凡敏;产油脂酵母菌株的选育[D];山东农业大学;2010年
10 窦宏伟;SO_2对桑树部分生理生化特性和家蚕谷胱甘肽代谢相关酶的影响[D];山东农业大学;2010年
【同被引文献】
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1 姚迎春;;九白一号白菜种子产量构成因素通径分析[J];北方园艺;1990年Z1期
2 王华新,秦勇,王雷,余庆辉,原丽华;加工番茄主要品质性状的遗传变异分析[J];北方园艺;2004年02期
3 王岩,周义新;番茄红素的研究进展[J];国外医学(卫生学分册);2000年04期
4 徐伟,刁复强;番茄红素对人体健康的潜在作用[J];国外医学(卫生学分册);1998年02期
5 堵纯信,赵炳宜;玉米理想株型经济性状的遗传相关与通径分析[J];华北农学报;1988年04期
6 邓宇,杨燕,陆海燕,张卫强;番茄红素提取工艺的初步研究[J];化工科技;2002年01期
7 任长忠,邓路光,沙莉,魏黎明;春小麦数量性状的相关和通径分析[J];吉林农业科学;1994年02期
8 郑建超;番茄主要农艺性状与产量相关及通径分析[J];吉林农业科学;1999年03期
9 莫惠栋;;通径分析[J];江苏农学院学报;1983年01期
10 莫惠栋;;双列资料的遗传模型分析[J];江苏农学院学报;1987年01期
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1 孙保娟;樱桃番茄主要数量性状的遗传效应研究[D];吉林农业大学;2002年
2 李纪锁;番茄中番茄红素含量影响因素及遗传的初步研究[D];中国农业大学;2003年
3 冯晓梅;天然番茄红素提取工艺的研究[D];中国海洋大学;2003年
4 朱艳;发酵法生产番茄红素及其萃取分离的研究[D];北京化工大学;2005年
【二级引证文献】
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1 庞胜群;郑群;辛建华;吉雪花;李新;刘颖;;加工番茄农艺性状与番茄红素的灰色关联分析[J];北方园艺;2010年04期
2 严玉坤;李景富;;番茄红素含量性状的遗传分析[J];东北农业大学学报;2010年01期
3 惠云芝;孙贺新;林岩;郑顺今;葛胜;;10个茄子自交系果皮红色素的配合力遗传分析[J];吉林蔬菜;2010年04期
4 黄巍;邹学校;马艳青;;辣椒红色素的研究进展[J];辣椒杂志;2008年02期
5 王晓静;梁燕;徐加新;孙亚东;闫见敏;;番茄品质性状的多元统计分析[J];西北农业学报;2010年09期
6 王辉;李文丽;王富;;由番茄果实表面色差估计的番茄红素含量遗传分析[J];中国农学通报;2010年04期
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1 王贞;复合型植物生长调节剂对番茄果实发育及品质的影响[D];河南农业大学;2008年
2 严玉坤;高番茄红素性状的遗传分析及分子标记[D];东北农业大学;2009年
3 王晓静;番茄种质资源品质性状遗传多样性研究[D];西北农林科技大学;2010年
4 郑戌翔;番茄萼片性状及其多样性研究[D];西北农林科技大学;2012年
【二级参考文献】
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1 徐海,钱卫,高东,周旭宇;红酵母产生类胡萝卜素的研究[J];工业微生物;1997年03期
2 陆春贵,徐鹤林,杨荣昌,余文贵;含耐贮基因蕃茄的贮藏生理特性及在育种上的应用[J];江苏农业学报;1994年03期
3 李坚;滕葳;柳琪;杨铮;王建军;;甘薯中胡萝卜素含量测定方法的探讨[J];莱阳农学院学报;1991年02期
4 周培根,罗祖友,戚晓玉,吴邦良;桃成熟期间果实软化与果胶及有关酶的关系[J];南京农业大学学报;1991年02期
5 生吉萍,罗云波,申琳;转ACS番茄采后脂质过氧化相关酶研究初报[J];中国农业大学学报;1999年01期
6 罗云波,生吉萍,申琳;番茄中反义ACC合成酶基因的导入与乙烯生物合成的控制[J];农业生物技术学报;1995年02期
7 贾淑颖,穆国平,任树林;果蔬中还原糖、蔗糖和淀粉的快速测定—3.5-二硝基水杨酸分光光度法[J];食品与发酵工业;1983年02期
8 杨文,刘炯,吴晨曦,孙献忠;从红酵母中提取胡萝卜素[J];食品与发酵工业;1993年04期
9 姜文侯,单志萍,孟妤,孙冬梅;β-胡萝卜素的应用、市场和天然型产品的发酵法生产[J];食品与发酵工业;1994年03期
10 姜文侯,单志萍,孟妤;微生物产生的类胡萝卜素及其工业化[J];食品与发酵工业;1999年03期
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1 陈大明,薛颖,刘敬梅,王永健,陈杭;胡萝卜茄红素β-环化酶cDNA的分离及其在肉质根中的差异表达[J];植物学报;2001年12期
2 马忠翼,杨悦俭,陈绍,姚建明;早熟抗病番茄新品种浙杂七号的选育[J];中国蔬菜;1992年04期
3 温筱玲,田新玲;番茄不同品种不同果实的茄红素含量[J];新疆农业科学;1986年03期
4 席玙芳,陈竹君;番茄成熟果实中胡萝卜素与茄红素的相关性[J];浙江大学学报(农业与生命科学版);1987年01期
5 张迪,魏自民,王世平,许景钢;新型城市生活垃圾发酵产品对番茄的产量和品质的影响[J];黑龙江农业科学;2005年02期
6 秋云;;夏季瘦身宜吃番茄[J];农村实用技术与信息;2007年04期
7 汪炳良,陈竹君,李曙轩;番茄果实内茄红素和胡萝卜素含量的配合力分析[J];浙江大学学报(农业与生命科学版);1993年01期
8 梁燕,王鸣,陈杭,陈大明;茄红素-β-环化酶反义RNA基因对烟草的遗传转化[J];西北农林科技大学学报(自然科学版);2003年03期
9 林贞瑜;胡淼琳;;利用前列腺癌细胞株比较各种茄红素的传送载体对茄红素的稳定性及吸收效果[J];农产品加工(学刊);2006年08期
10 张纪增;;为什么番茄越变越红?[J];农业科学通讯;1955年09期
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1 新疆农科院园艺所 提供;番茄新品种“新番4号”[N];新疆科技报(汉);2006年
2 中华自然疗法基金会主席 顾奎琴;老人更适合吃西红柿酱[N];健康时报;2007年
3 延续;露天西红柿为何花脸[N];山西科技报;2007年
4 ;黑番茄与普通番茄区别[N];天津日报;2008年
5 ;美国研究研制出低糖西瓜[N];今日信息报;2005年
6 王玉堂;蔬菜如何防热害[N];瓜果蔬菜报.农业信息周刊;2007年
7 宫文文;当前番茄不上色是咋回事[N];河南科技报;2007年
8 ;当前番茄不上色咋回事[N];吉林农村报;2007年
9 赵晓燕;蔬菜中色素的提取(一)[N];湖北科技报;2003年
10 王玉堂;蔬菜如何防热害[N];河北科技报;2007年
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1 梁燕;胡萝卜(Daucus carota L.)茄红素代谢的基因调控及其影响因子研究[D];西北农林科技大学;2002年
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1 王婷;采前ALA处理对设施番茄采后品质及贮藏性的影响[D];西北农林科技大学;2008年
2 裴亮;高产β-胡萝卜素红酵母的选育及其色素的分离纯化与鉴定[D];四川农业大学;2009年
3 张帆;西瓜品质性状及遗传的初步研究[D];中国农业大学;2004年
4 张跃群;不同配比的中药渣基质对番茄生长、产量及品质的影响[D];南京农业大学;2004年
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