F-Box蛋白SlAMR1調(diào)控番茄抗壞血酸合成的機(jī)理研究.pdf

1、植物總是會(huì)受到非生物和生物脅迫的傷害，脅迫環(huán)境不利于它們的生長(zhǎng)發(fā)育?？箟难崾侵参矬w內(nèi)重要的抗氧化劑，通過(guò)清除逆境產(chǎn)生的過(guò)量ROS，在植物抵抗逆境所造成的損害中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用?？箟难釋?duì)人體也有著非常重要的作用，且人體自身不能合成抗壞血酸，只能通過(guò)含抗壞血酸含量高的水果蔬菜獲取。目前，對(duì)主要的模式作物如擬南芥、番茄等，研究人員對(duì)于抗壞血酸的合成代謝研究已經(jīng)取得很大進(jìn)展，抗壞血酸在高等植物中的合成途徑已經(jīng)基本確定，但是關(guān)于調(diào)控因子影

2、響植物抗壞血酸含量方面進(jìn)展較少。前人報(bào)道擬南芥中AMR1調(diào)控因子對(duì)葉片抗壞血酸合成有負(fù)調(diào)控作用，但調(diào)控機(jī)制尚不明確。本文根據(jù)擬南芥中抗壞血酸調(diào)控因子AtAMR1的番茄同源基因SlAMR1，研究其對(duì)番茄漿果中抗壞血酸合成代謝的調(diào)控機(jī)制，具有一定的科學(xué)意義和重要的應(yīng)用價(jià)值。
　　AMR1最早是在擬南芥中發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)抗壞血酸調(diào)控因子，特異地在D-Man/L-Gal途徑中發(fā)揮著重要作用。本實(shí)驗(yàn)是擬南芥中AMR1為信息探針，在番茄Unige

3、ne數(shù)據(jù)庫(kù)中搜索同源性最高且具有相同保守結(jié)構(gòu)域的Unigene命名為SlAMR1。在番茄中對(duì)SlAMR1做轉(zhuǎn)基因功能驗(yàn)證，并從生理生化和分子水平分析SlAMR1的功能及調(diào)控模式。主要研究結(jié)果如下:
　　1.通過(guò)轉(zhuǎn)基因植株進(jìn)行功能鑒定，確定SlAMR1特異性地通過(guò)D-Man/L-Gal途徑調(diào)控番茄抗壞血酸含量。在轉(zhuǎn)基因超量株系、干涉株系葉片和綠熟果實(shí)以及紅熟果實(shí)中，相比于對(duì)照抗壞血酸含量分別表現(xiàn)出負(fù)調(diào)控關(guān)系，即超量表達(dá)SlAMR1減

4、少抗壞血酸積累，干涉株系抗壞血酸積累增多，且呈顯著性差異。
　　2.SlAMR1對(duì)番茄抗壞血酸含量的調(diào)控隨著光照呈現(xiàn)周期性變化。通過(guò)48小時(shí)的光周期實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，進(jìn)入黑暗環(huán)境后SlAMR1的基因表達(dá)量不斷上升，與此對(duì)應(yīng)，抗壞血酸的含量逐漸降低，在光照下抗壞血酸含量高于黑暗條件。
　　3.干涉SlAMR1的表達(dá)可提高番茄對(duì)氧化逆境的抗性?？箟难嵬ㄟ^(guò)一系列生理生化反應(yīng)清除活性氧，保護(hù)植物免受一些逆境脅迫所帶來(lái)的傷害。利用甲基紫精(

5、MV)噴施處理人為地創(chuàng)造氧化脅迫逆境，觀察逆境處理后葉綠素和丙二醛含量的變化研究SlAMR1對(duì)植株抗氧化能力的影響。對(duì)不同株系噴施MV后，與對(duì)照AC相比SlAMR1轉(zhuǎn)基因干涉材料的葉綠素含量上升、丙二醛含量下降，表明抗氧化脅迫能力提高。
　　4.用抗壞血酸三個(gè)合成途徑的不同底物飼喂處理離體葉片、果實(shí)，研究SlAMR1對(duì)抗壞血酸合成途徑調(diào)控的模式。飼喂葉片和果實(shí)的結(jié)果表現(xiàn)比較一致，飼喂半乳糖醛酸、肌醇途徑的底物時(shí)，轉(zhuǎn)基因各株系以及對(duì)

6、照的抗壞血酸含量表現(xiàn)與陰性對(duì)照表現(xiàn)相同，即維持原來(lái)的抗壞血酸差異。飼喂D-甘露糖/L-半乳糖底物之后，轉(zhuǎn)基因材料以及對(duì)照之間AsA含量趨于一致，削弱了基因表達(dá)的影響。證實(shí)S1AMR1特異性調(diào)控D-Man/L-Gal途徑。
　　5.對(duì)番茄抗壞血酸合成途徑關(guān)鍵酶GMP和GalUR的酶活力測(cè)定。結(jié)果顯示干涉SlAMR1表達(dá)可提高番茄植株中GMP酶活力;超量表達(dá)SlAMR1可在一定程度降低番茄植株中GalUR的酶活力，干涉SlAMR1表達(dá)