葡萄白藜芦醇合成酶基因的克隆及转化水稻的研究

【摘要】： 白藜芦醇是植物在恶劣环境下或遭到病原体侵害时产生的一种次生代谢物,具有预防心血管疾病、抗肿瘤作用、调节机体免疫反应等重要生理功能。白藜芦醇合成酶是白藜芦醇生物合成途径的关键酶,催化1分子4-香豆烯辅酶A (p-coumaroyl-COA)和3分子丙二酰辅酶A(malonyl-CoA)形成白藜芦醇。 本研究从葡萄中克隆出白藜芦醇合成酶基因,构建其双T-DNA植物表达载体(可消除转基因植物中选择标记基因带来的安全隐患),并遗传转化到水稻中,使其在水稻的胚和糊粉层中特异性高效表达,有望创制出稻米中含有白藜芦醇的功能稻新种质,进而有效提高稻米的附加值,扩大稻米(米糠)的利用范围。主要研究结果如下: (1)白藜芦醇合成酶基因的克隆:采用RT-PCR技术,从葡萄品种“GQ”的叶片中克隆获得白藜芦醇合成酶基因RS。与登录号为XM002265296.1等的核酸序列比对,同源性达99%,葡萄RS基因全长1,179 bp,编码392个氨基酸。 (2)RS基因双T-NDA植物表达载体的构建:构建了含有RS基因的双T-NDA植物表达载体pcdmar-ole18-RS,该载体的一个T-DNA区含有潮霉素抗性基因hpt;另一个T-DNA区含有RS基因,由水稻Ole18基因启动子驱动RS基因表达,同时RS基因表达框的两侧连有两段正向重复的烟草Rb7MARs,以增强RS基因的表达。 (3)转RS基因水稻的获得:采用农杆菌介导的方法,将重组表达载体导入到优质水稻品种“台粳9号”中,经潮霉素抗性筛选,抗性愈伤分化成苗,获得60株潮霉素抗性植株,通过PCR检测,其中5株含有白藜芦醇基因植株。