甜瓜果實PDS基因克隆及β-胡蘿卜素積累分子機理研究.pdf

1、甜瓜（Cucumis melo L.）是世界重要的園藝作物，其果實口感香甜、香味濃郁，含豐富的類胡蘿卜素，其中橙色甜瓜含大量β-胡蘿卜素。β-胡蘿卜素是人體必需的營養(yǎng)元素之一，是維生素A（視黃醇）的前體物質(zhì),能清除自由基、延緩衰老、預防心腦血管病及癌癥，具有重要的保健功能和臨床應(yīng)用價值。本試驗采用RACE技術(shù)，從甜瓜果實中克隆了類胡蘿卜素合成途徑的關(guān)鍵酶基因CmPDS的全長cDNA序列，研究了橙色甜瓜Homoken果實β-胡蘿卜素積累規(guī)

2、律。
　　主要研究結(jié)果如下:
　　(1)根據(jù)NCBI數(shù)據(jù)庫其他作物PDS基因的保守序列設(shè)計兼并引物，采用RT-PCR技術(shù)和RACE技術(shù)從甜瓜自交系M01-3克隆到PDS基因，該基因mRNA全長1906bp，包含1個長1831bp的CDS區(qū)，編碼576個氨基酸，將該基因提交GenBank數(shù)據(jù)庫，登記號為KC507802，經(jīng)序列比對發(fā)現(xiàn)該基因與其他植物PDS基因保守程度較高，推導的氨基酸序列在104-123(20)個氨基酸之間有

3、1個跨膜區(qū)(Transmembrane region)。
　　(2)采用qPCR做了CmPDS的表達模式分析，發(fā)現(xiàn)CmPDS在甜瓜根、莖、葉、花和果實中均有表達，在綠色組織葉片中的表達量最高，而根中表達量最低;隨果實發(fā)育，CmPDS表達上調(diào)，自然成熟時表達量降低。
　　(3)用高效液相色譜測定果實β-胡蘿卜素的含量，發(fā)現(xiàn)橙色甜瓜Homokenβ-胡蘿卜素含量和CmPDS表達量的變化趨勢相同;白色甜瓜M01-3中兩者趨勢相反，

4、隨果實成熟，β-胡蘿卜素含量降低。
　　(4)對β-胡蘿卜素合成及分解相關(guān)酶基因的表達分析發(fā)現(xiàn):橙色甜瓜中參與合成的酶基因PDS和LCY-b表達量顯著高于白色甜瓜，變化趨勢與β-胡蘿卜素含量相似，參與分解的酶基因CCD1變化趨勢與β-胡蘿卜素含量相反。白色甜瓜中，隨果實成熟，CCD1基因的表達上調(diào)，說明橙色甜瓜中β-胡蘿卜素的合成量較大而分解較少，最終導致β-胡蘿卜素的積累。
　　(5)構(gòu)建了CmPDS反義表達載體，農(nóng)桿菌介