鼠尾草和大豆萜類化合物生物合成基因的功能分析.pdf

1、萜類化合物被認(rèn)為是最大的一大類天然產(chǎn)品和次生代謝產(chǎn)物，在許多植物和其他生物中都有發(fā)現(xiàn)且有超過40000種不同的結(jié)構(gòu)。植物產(chǎn)生很多種萜類化合物并具有高度多樣化的結(jié)構(gòu)。這類化合物扮演重要角色:在植物與環(huán)境因子互作以及基本的生物學(xué)進(jìn)程當(dāng)中發(fā)揮功能。萜類化合物是植物的一類特別重要的特征化合物，可以保護(hù)植物免受昆蟲和多種微生物傷害（如病毒，細(xì)菌，真菌）。大量相關(guān)轉(zhuǎn)基因植物的研究更加深入認(rèn)識(shí)了萜類發(fā)揮其功能的機(jī)制。花園鼠尾草(S.officinal

2、is)和藍(lán)色茴香鼠尾草（S.guaranitica L），是唇形科家族多年生草本植物，是具備藥用價(jià)值、芳香性和民族植物學(xué)特性的重要屬種，在不同組織中含有多種萜類成分。然而，這兩種鼠尾草中萜類化合物生物合成途徑的遺傳基礎(chǔ)幾乎未知。在本研究中，我們利用新一代測(cè)序技術(shù)建立花園鼠尾草和藍(lán)色茴香鼠尾草轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫(kù)，發(fā)現(xiàn)和分析萜類化合物生物合成途徑相關(guān)基因。在完成測(cè)序之后，我們使用煙草，擬南芥和大豆發(fā)根鑒定來自花園鼠尾草和藍(lán)色茴香鼠尾草的萜烯合酶基

3、因（SoNEOD，SoCINS,SoSABS,SoLINS,SoFPPS,SoTPS6,SoFARD,SgFPPS,SgGPS和SgLINS）以確定它們對(duì)各種組織中萜類合成的生物學(xué)意義。我們發(fā)現(xiàn)與野生型和GUS作為對(duì)照相比，表達(dá)這些萜烯合成基因的多數(shù)轉(zhuǎn)基因煙草、擬南芥和大豆產(chǎn)生更多的萜類化合物。此外，我們從大豆中克隆了2個(gè)參與萜烯合成的基因（GmFDPS和GmGGPP）。通過轉(zhuǎn)化大豆發(fā)根，研究了來自花園鼠尾草、藍(lán)色茴香鼠尾草和大豆的12

4、個(gè)萜烯基因(SoNEOD，SoCINS，SoGPS，SoSABS，SoLINS,SoFARD,SoTPS6,SgFPPS,SgGPS,SgLINS,GmFDPS和GmGGPP)對(duì)大豆結(jié)瘤的影響。我們發(fā)現(xiàn)，與作為對(duì)照的GUS轉(zhuǎn)基因植物相比，多個(gè)表達(dá)這些萜烯基因的大豆發(fā)根結(jié)瘤數(shù)和根瘤的重量均增加。另一方面，為了評(píng)估轉(zhuǎn)基因煙草的抗蟲性，進(jìn)行了雙重選擇性攝食偏好和強(qiáng)制進(jìn)食測(cè)試。我們發(fā)現(xiàn)，與表達(dá)SoNEOD，SoCINS，SoSABS，SoLIN