甘薯类胡萝卜素合成相关基因片段的克隆

【摘要】：类胡萝卜素是自然界分布最广、种类最丰富的色素,在植物、动物、藻类及蓝细菌中都有重要的生物功能。为研究甘薯薯肉色突变体农大辐14的类胡萝卜素合成发生突变的分子机理,本研究分析了突变体块根膨大过程中类胡萝卜素含量的变化,并进行类胡萝卜素合成相关基因片断的克隆。主要结果如下: 1、比色法测定结果表明,突变体中类胡萝卜素含量比对照提高5-10倍。随着块根的膨大,突变体中类胡萝卜含量明显增加,而对照类胡萝卜素含量没有明显的变化。 2、根据双子叶植物类胡萝卜素合成结构基因氨基酸序列的保守区域设计简并引物,扩增出甘薯类胡萝卜素合成结构基因(GGPS、PSY、PDS、ZDS、LYC-b)的cDNA片断,所获序列同其他植物类胡萝卜素合成结构基因序列同源性非常高。 3、通过RACE技术克隆了PDS基因的全长cDNA,序列长为2,128bp,具有完整的开放阅读框架,编码572个氨基酸,与其他植物PDS基因高度同源。RT-PCR检测表明,在突变体和对照块根膨大过程中,PDS基因是组成性表达的。实时荧光定量PCR分析结果表明,随着块根的膨大,突变体和对照PDS基因的表达逐渐下降。在块根每个发育阶段,突变体PDS基因的表达量均比对照大。 4、cDNA-AFLP分析结果表明,突变体和对照块根中的大部分基因表达是一致的。寻找到32条突变体和对照表达有明显差异的基因片断,测定其中6个片断的基因序列。Blast结果表明,Fragment 2部分序列同梨的推测与衰老有关的基因(AY436773.1)一致性达100%;Fragment 3部分序列同苹果的Ttg1类似蛋白基因(AF220203.1)一致性达89%。Fragment 4部分序列同拟南芥腺苷酸激酶基因(BT004398.1)一致性达81%。