擬南芥和生菜維生素C和維生素E的代謝調(diào)控.pdf

1、維生素C，又名抗壞血酸(L-Ascorbate acid，AsA)是植物體內(nèi)主要的抗氧化物質(zhì)，存在于大多數(shù)植物綠色組織中。AsA不僅對于植物自身有非常重要的生理功能，例如抗氧化作用、光合保護(hù)以及調(diào)節(jié)生長發(fā)育等，而且植物中的AsA還為不能正常合成AsA的少數(shù)動(dòng)物（包括人類）提供豐富的維生素C源。近來，借助于基因組學(xué)和分子生物學(xué)技術(shù)，維生素C生物合成途徑的關(guān)鍵酶基因已在模式生物擬南芥(Arabidopsis thaliana)中得以確認(rèn)并克

2、隆，由此廓清了植物維生物C生物合成途徑的結(jié)構(gòu)。
　　本文以高等植物擬南芥維生素C生物合成途徑關(guān)鍵酶編碼基因?yàn)榛A(chǔ)，通過轉(zhuǎn)基因方法對該途徑進(jìn)行遺傳操作，圍繞維生素C生物合成途徑進(jìn)行了兩個(gè)方向的研究。一個(gè)方向是以模式生物擬南芥為平臺(tái)，著力于生物合成途徑各位點(diǎn)關(guān)鍵酶基因的細(xì)胞定位和對植物AsA含量的貢獻(xiàn)。為提升作物維生素C總量提供有效的策略，并在蔬菜作物生菜(Lactuca sativa)中通過過表達(dá)和RNAi技術(shù)進(jìn)行初步的驗(yàn)證，同時(shí)利

3、用細(xì)菌血紅蛋白基因調(diào)節(jié)植物呼吸的手段提高AsA含量;另一方向以雙邊界植物表達(dá)載體和多基因共轉(zhuǎn)化為切入點(diǎn)，研究維生素C和維生素E在生菜中共同提高的能力。
　　定位表達(dá)合成途徑和再生途徑基因的擬南芥轉(zhuǎn)基因系中，AsA含量的HPLC分析結(jié)果顯示轉(zhuǎn)基因提高了擬南芥中AsA的含量，vtc2轉(zhuǎn)基因株系含量最高提高了3.6倍，比其他各轉(zhuǎn)基因株系的AsA含量的提高更為顯著。在這些基因的定位分析中，vtc2可能多分布于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜。vtc4，galdh

4、，galur則均勻的分布于細(xì)胞質(zhì)的各個(gè)部分。dhar在靠近細(xì)胞膜的地方有較多的分布，可能因?yàn)樗偕龅腁sA有部分直接轉(zhuǎn)移出細(xì)胞進(jìn)入質(zhì)外體，而gldh的分布可能集中于線粒體。鼠源蛋白gulo也是均勻的分布于細(xì)胞質(zhì)中。
　　生菜中的過表達(dá)和RNA干擾株系中，各gme轉(zhuǎn)基因株系中AsA含量最高為14.7mg/100g FW，與對照組相比提高了1.49倍;各dhar轉(zhuǎn)基因株系中AsA含量最高為28.3mg/100g FW，與對照組相比提

5、高了3.8倍;各aoi轉(zhuǎn)基因株系中AsA含量最高為20.1mg/100g FW，與對照組相比提高了2.4倍;各vhb轉(zhuǎn)基因株系中AsA含量最高為23.6mg/100g FW，與對照組相比提高了2.4倍;各thvd轉(zhuǎn)基因株系中AsA含量最高為53.9mg/100g FW，與對照組相比提高了1.9倍;各thvd轉(zhuǎn)基因株系中生育酚含量最高為0.78mg/100g FW，與對照組相比提高了1.8倍;
　　本研究兼顧包括AsA的生物合成，氧