烟草西柏三烯—醇合成酶基因（CYC）的表达规律及调控研究

发布时间：2020-02-15 07:48

【摘要】：CYC基因编码西柏三烯一醇合成酶,是烟草腺毛分泌物合成的关键基因。为明确CYC基因的表达规律,本文利用RT-PCR技术,对烟草不同类型(达白1号、雪茄1号、Basma、K326)、不同烤烟品种(K326、中烟100、红花大金元、翠碧1号、豫烟11号)和烟草K326不同组织(根、茎、上部叶、中部叶、下部叶、腺毛、去腺毛叶片、花)中的CYC基因的表达进行了系统分析。在此基础上,克隆了CYC基因启动子序列,构建了CYC-Pro-GUS infusion表达载体并转化烟草,通过对转基因植株进行GUS组织化学染色和GUS酶活检测,分析了CYC启动子的组织表达特性及其对温度应答反应模式。另外,对CYC-RNAi转基因植株进行了农艺性状和叶面化学成分分析,为该基因在烟草抗性及品质改良中的应用奠定基础。主要研究结果如下。1.利用RT-PCR技术,分析了烟草不同类型、不同烤烟品种、不同组织器官中CYC基因的表达特性:在不同烟草类型中,香料烟Basma中CYC基因相对表达量最高,其次是烤烟K326,雪茄1号和达白1号中较低;在烤烟不同品种中,K326中CYC基因的相对表达量显著最高,其次为“红大”和“豫烟11号”,“翠碧1号”较低,“中烟100”最低;在烟草K326不同组织中,腺毛中CYC基因表达量显著高于花、去腺毛叶片、上部叶、中部叶、下部叶、根和茎。说明烟草CYC基因的表达具有类型、品种及组织特异性。2.烟草CYC基因启动子活性分析:从烟草品种8306 DNA中分离出CYC基因启动子,并将启动子插入p C-NPT-GUS载体中,构建了表达载体p C-CYC-Pro-GUS,利用农杆菌介导法和叶盘法转化烟草K326,在Kan浓度30mg/ml条件下筛选得到阳性植株,取转基因烟草和对照K326的根、茎和叶片,分别进行GUS染液染色,发现转基因植株的叶片和茎上的腺毛均染上蓝色,而K326没有。证明CYC基因启动子成功整合至烟草K326的基因组中,并使外源基因GUS在烟草腺毛中特异表达,说明CYC基因启动子在腺毛中特异表达。进一步对转基因植株分别进行4℃和42℃的温度处理,对照为28℃条件下的转基因植株,在1小时、6小时、12小时时分别取样,提取GUS酶蛋白,进行GUS酶活检测后发现,经过4℃和42℃处理的转基因烟草的GUS酶活性均小于28℃条件下的活性,表明烟草CYC基因启动子的表达受温度调控。3.CYC基因抑制表达对烟草叶面化学的影响:将10个CYC-RNAi转基因株系在可控条件下进行田间试验,按照优质烟草栽培技术规范进行栽培管理。在烟叶成熟期时采用圆片法提取腺毛分泌物并进行GC/MS检测分析,结果显示5个CYC-RNAi转基因株系中,西柏三烯一醇、西柏三烯二醇含量低于对照,烷烃类化合物与糖酯类化合物含量与对照保持一致;而CYC-RNAi-19、CYC-RNAi-22含量比对照提升明显,可能与插入位点特异有关。
【图文】：

西柏三烯醇类合成途径基因的调控下合成单萜化合物，在二萜合成相关基因的调控下合成二萜化合物，也能在一定

不同类型烟草 CYC 基因表达分析提取三种类型的烟草的 RNA，反转录成 cDNA，进行荧光定量检测，，结果如图出，Basma 中 CYC 基因的相对表达量显著最高， K326、达白 1 号和雪茄中的 C达量较低；CYC 基因在 K326 和林烟草中表达，在绒毛烟草中不表达，说明种植6 中能够表达的 CYC 基因来源于母本林烟草。
【学位授予单位】：河南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S572

【参考文献】

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本文编号：2579756