薔薇科植物類黃酮合成相關(guān)候選基因的篩選.pdf

1、玫瑰(Rosa rugosa Thunb.)是薔薇科重要觀賞植物，以其獨(dú)特的造型、絢麗多彩的花色及抗逆性強(qiáng)等特征在園林中被廣泛應(yīng)用。且玫瑰作為精油提取的重要材料，蘊(yùn)藏巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。類黃酮類化合物是植物體內(nèi)重要的次生代謝產(chǎn)物，對植物的色澤形成有著重要的影響。類黃酮類化合物具有較強(qiáng)的抗氧化性，在植物的抗逆、響應(yīng)極端外界環(huán)境變化等方面具有積極的作用。此外，有報(bào)道花青素，原花青素等類黃酮類代謝物具有消炎、活血、抗氧化等作用，還可以避免冠心病、

2、炎癥、癌癥等疾病的發(fā)生，對人類的身體健康有著重要的意義。目前，有關(guān)類黃酮合成代謝路徑的研究比較清晰，但仍然有些謎團(tuán)尚未解開。玫瑰的研究也主要以傳統(tǒng)育種為主，分子方面的研究報(bào)道較少。隨著玫瑰轉(zhuǎn)基因體系的成熟，利用現(xiàn)代生物技術(shù)與傳統(tǒng)育種手段相結(jié)合提高玫瑰品質(zhì)成為可能。
　　本課題組前期通過構(gòu)建薔薇科不同物種花青素代謝途徑相關(guān)的同源結(jié)構(gòu)基因共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)和蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)互作網(wǎng)絡(luò)分析，初步找出28個(gè)保守基因集，進(jìn)而從擬南芥中挑選出與這28個(gè)基

3、因集中最同源的且與花色相關(guān)的35個(gè)候選基因。之后，本課題以擬南芥35個(gè)候選基因的突變體材料為研究對象，通過系列試驗(yàn)篩選影響類黃酮代謝的相關(guān)基因，探究其功能，并進(jìn)一步研究玫瑰中同源基因功能，更深層次的探究類黃酮代謝路徑的分子調(diào)控機(jī)制，為玫瑰的育種奠定基礎(chǔ)。主要研究結(jié)果如下:
　　1.通過純合突變體表型觀測發(fā)現(xiàn)288突變體及95突變體表型明顯，與對照組差別較大。其中288突變體蓮座葉表現(xiàn)出葉片寬、葉柄短，節(jié)間分支多等表型;而95突變體

4、表現(xiàn)出則株型矮小，葉片圓厚、革質(zhì)，花瓣數(shù)多，莢果呈短棒狀等表型。
　　2.通過DMACA、DPBA染液對擬南芥突變體不同組織的原花青素和黃酮醇積累進(jìn)行原位快速染色分析，發(fā)現(xiàn)212、272、288、404、494、550、6506、0653等突變體黃酮醇含量較低。
　　3.通過高效液相色譜法(HPLC)測定擬南芥突變體花序中黃酮醇含量，結(jié)果顯示，與對照組相比，272、288、404、494、550、6506擬南芥突變體花序中黃

5、酮醇含量大量減少，呈極顯著性差異;288、403突變體花序中的黃酮醇含量明顯減少，呈顯著性差異;0653突變體花序中黃酮醇的含量則與對照組差別不大。
　　4.0.5μM IAA和0.5μM NAA生長素處理擬南芥突變體，發(fā)現(xiàn)在0.5μM IAA處理的情況下，494、550、272、403突變體根長有極顯著性差異，6506有顯著性差異;在0.5μM NAA處理的情況下，550、288、403、6506突變體根長呈極顯著性差異，272