芍药褪黑素积累规律及其合成基因TDC功能的初步研究

发布时间：2018-12-14 02:56

【摘要】：褪黑素(melatonin)是近年来倍受人们关注的一种吲哚类神经内分泌激素,对人体具有许多重要的生理功能,尤其是当人们食用富含褪黑素的水果、蔬菜后,体内褪黑素分泌水平呈上升趋势,从而提高人体的抗氧化能力、有效改善人体的免疫调节功能。芍药(Paeonia lactiflora Pall.)是芍药科芍药属多年生宿根草本植物,具有很高的观赏和药用价值,芍药的药用主要是针对其根系进行提取,而其地上部分除了用于观赏之外,别无它用,尤其是花瓣部分,每年花期过后,花瓣凋落满地,这无形中造成了资源的巨大浪费。芍药花瓣中是否存在有益于人体的褪黑素,至今一直未见报道。本研究以芍药为研究对象,分析了芍药不同色系、发育阶段、组织部位的褪黑素含量,研究了昼夜变化、遮阴、光质等光照条件对芍药褪黑素含量的影响,克隆了芍药褪黑素合成相关基因TDC序列,并初步研究了 TDC基因的特性和功能。研究结果如下:(1)芍药花瓣不同色系间褪黑素含量总体趋势:白色系墨色系红色系粉色系,其中白色系中'雪峰'含量最高,达到了 5966.72±189.46pg/gFW,粉色系中'粉池滴脂'含量最低,为3943.04±110.45pg/gFW。芍药不同发育时期花瓣中褪黑素含量呈现先增加后下降趋势,花蕾期含量最低,仅为2810.26±163.33 pg/gFW,盛开期含量最高,达到了4683.58±103.97pg/gFW。芍药盛开期不同组织部位间褪黑素含量差异显著,表现为花瓣茎秆叶片根,根中含量最低,花瓣中含量最高,花瓣中褪黑素含量约为芍药根的2.5倍。(2)在昼夜变化中,褪黑素含量从凌晨2:00至8:00时段一直下降,8:00达到含量最低点,仅为2642.11±195.23 pg/gFW,随后褪黑素含量呈上升趋势,14:00达到峰值,为5069.02±226.69pg/gFW。就整体变化而言,褪黑素含量在2:00和14:00时最高,在8:00和17:00时最低。无论是否遮阴,不同发育时期芍药花瓣的褪黑素含量均呈现先增加后下降趋势,花蕾期含量最低,盛开期含量最高,并且遮阴显著降低了花瓣中的褪黑素含量。在不同光质处理下,花瓣的褪黑素含量随着时间推移总体上呈现上升趋势,并且蓝光组白光组绿光组。(3)采用 RACE(rapid-amplification of cDNA ends)技术获得了芍药 TDC 基因全长序列,长1849 bp,其中开放阅读框1512 bp,编码504个氨基酸,核苷酸及其编码的氨基酸序列均与其他植物的序列存在较高的相似性。此外,TDC基因没有内含子,蛋白分子量约为55 KD,为内质网蛋白,此外在核域也有少量表达。TDC基因的表达模式与不同发育时期和遮阴处理下的花瓣褪黑素含量完全一致,而与芍药不同组织部位、昼夜变化和光质处理下的花瓣褪黑素含量不完全一致。(4)构建了以TTDC基因序列为目的基因的过量表达载体,利用农杆菌介导的叶盘法将载体转入烟草中并获得转基因植株,并在DNA和RNA水平上分别通过PCR和qRT-PCR检测阳性植株,共筛选出10株转基因烟草。TDC基因在成功转入的烟草植株中表达量明显高于未转基因植株,TDC基因在不同转基因植株中的表达量也有差异,植株的最高表达量约为最低表达量的6倍。此外,对部分转基因烟草植株中褪黑素含量检测发现均高于非转基因植株40%以上。
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【学位授予单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S682.12
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本文编号：2377778