桑椹花色素苷生物合成關(guān)鍵酶基因的克隆及表達(dá)差異分析.pdf

1、桑樹(Morus alba L.)是落葉性多年生木本植物,屬于薔薇目(Rosales)?？?Moraceae)桑屬(Morus L.)。桑椹(fructus mori)是桑樹的果穗,也稱桑果(mulberry fruit)。桑椹中含有豐富的次生代謝物質(zhì)——花色素苷。對桑椹中花色素的代謝規(guī)律進(jìn)行研究既符合我們對于弄清桑樹次生代謝網(wǎng)絡(luò)規(guī)律的科研目標(biāo),也能為改良果實(shí)品質(zhì)中的色澤,提高桑果經(jīng)濟(jì)價值,創(chuàng)新桑樹產(chǎn)業(yè)的商業(yè)價值做出重要貢獻(xiàn)。
　

2、　 本研究以桑椹的不同果色為突破口,以花色素苷的生物合成路徑為研究主線,探討產(chǎn)生桑椹果色差異的分子機(jī)制。主要研究結(jié)果如下:
　　 (1)本文采用蒽酮比色法測定桑樹白果和紅果品種中的總糖含量,實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,白果品種‘珍珠白’的總糖含量為7.81%,黑果品種‘嘉陵30號’為3.95%、‘紅果1號’為3.98%、‘大十’為.3.69%.白果品種‘珍珠白’的總糖含量為黑果品種的兩倍以上。
　　 采用糖量計(jì)測定桑樹白果和紅果品種

3、的糖度值,實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,白果品種‘珍珠白’的糖度平均值為12%,黑果品種中‘嘉陵30號’為8%、‘大十’7%、‘紅果1號’4%,白果品種‘珍珠白’的糖度值為黑果品種的1.5-3倍。
　　 采用酸度計(jì)測定桑樹白果和紅果品種的pH值,實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,‘珍珠白’的pH值最高為5.71,酸性最弱,‘紅果1號’的酸性也較弱,為5.32,‘大十’為3.48,酸性最強(qiáng)的是‘嘉陵30號’,pH值為3.38。
　　 (2)本文采用高效液相色

4、譜法。檢測桑椹中花色素苷種類和含量,結(jié)果為,桑椹中的花色素苷類型為矢車菊素花色苷,與已有的研究報(bào)道一致。桑椹矢車菊素花色素苷合成路徑的關(guān)鍵酶基因?yàn)镃HS、CHI、F3H、F3'H、DFR和ANS:果桑品種‘嘉陵30號’的矢車菊素-3-葡萄糖苷含量為16.9792 mg/g(干重),‘大十’次之為6.7177 mg/g(干重),‘珍珠白’的花色素苷含量為0.1364mg/g(干重)。白果桑椹在成熟時期幾乎沒有累積花色素苷,而黑果品種的桑椹

5、在成熟時期大量積累了矢車菊素花色苷,并且果桑品種‘嘉陵30號’的矢車菊素花色苷含量最高,‘大十’含量較低。白果品種‘珍珠白’的桑椹幾乎不含花色素苷。
　　 (3)本文采用同源克隆和染色體步移技術(shù),以果桑品種嘉陵30號(Morus atropurloureaRoxb.)桑椹為材料,首次從桑椹中克隆獲得多個花色素苷的關(guān)鍵酶基因,其中CHS基因核心序列長度為864 bp,編碼287個氨基酸;CHI基因全長2402 bp,編碼219個氨

6、基酸,由4個外顯子和3個內(nèi)含子組成,CDS全長660bp,;F3H基因核心序列長度為370bp,編碼123個氨基酸:F3'H基因核心序列長度為857 bp,編碼285個氨基酸:DFR基因核心序列長度為535bp,編碼178個氨基酸;ANS基因全長1535 bp,編碼358個氨基酸,由2個外顯子和1個內(nèi)含子組成,CDS全長1077 bp。這些研究成果為深入開展桑椹花色素苷關(guān)鍵酶基因的功能與應(yīng)用研究奠定了基礎(chǔ)。
　　 (4)本文采用

7、反轉(zhuǎn)錄-PCR技術(shù)。對桑樹黑果、白果品種花色素苷合成途徑的關(guān)鍵酶基因進(jìn)行表達(dá)分析,結(jié)果顯示,黑果和白果品種的MaPAL、MaCHS、MaCHI、MaF3H、MaF3'H、MaDFR和MaANS均存在一定表達(dá)差異,其中MaDFR和MaANS表達(dá)差異最顯著,明顯強(qiáng)于其它關(guān)鍵酶基因的表達(dá)差異:且白果品種桑椹在幼嫩時期能檢測到MaDFR和MaANS有極低量表達(dá),表明這兩個關(guān)鍵酶基因并未缺失。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,初步推測MaDFR、MaANS在成熟時期