万寿菊类胡萝卜素合成途径关键基因PSY和CCS的克隆及其再生体系的建立

发布时间：2020-07-22 22:38

【摘要】：植物中的类胡萝卜素是光合作用过程不可或缺的辅助色素和光氧化保护剂,同时也是构成花色构成重要组分。万寿菊(Tagetes erecta L.)的花瓣叶黄素含量多,且种类丰富,花色多样,是研究类胡萝卜素合成与积累的重要模式植物。探索万寿菊类胡萝卜素积累相关基因的表达与叶黄素含量的相关性,对探索类胡萝卜素积累调控机理具有重要意义。前期研究结果发现,类胡萝卜素合成酶基因PSY和CCS在万寿菊橘红自交系V-01和黄色自交系V-01M(由橘红自交系V-01突变选育而成)呈色初期花瓣中的表达量存在显著性差异。但其在万寿菊花瓣中的时空表达模式以及其表达量与花瓣呈色的相关性还未深入研究,PSY和CCS基因在万寿菊中功能尚未验证。基于此,本研究拟克隆PSY和CCS基因,采荧光定量PCR技术,在分析类胡萝卜素积累相关基因的表达与叶黄素含量的关系的基础上,分析PSY和CCS的过量或抑制表达对万寿菊花色的影响,从而初步阐明PSY和CCS在万寿菊花瓣类胡萝卜素合成过程中的调控作用。获得的主要研究结果为:(1)对万寿菊桔红自交系V-01和突变体黄色自交系V-01M基因谱表达分析并确定了四个花色差异表达的基因,其中包括类胡萝卜素合成途径上的关键基因CCS和PSY的三个同源基因分别为PSY1,PSY2,PSY3。(2)对克隆得到的万寿菊类胡萝卜素合成途径上的关键基因CCS和PSY与其他物种CCS和PSY基因进行同源性比对及进化树分析。结果显示,Te CCS与向日葵的CCS基因亲缘性最近,与葡萄的CCS基因亲缘性最远。Te PSY1与鼠尾藻的PSY1基因亲缘性最近,与枸杞的PSY1基因亲缘性最远。Te PSY2与欧楂的PSY2基因亲缘性最近,与结缕草的PSY2基因亲缘性最远。Te PSY3与向日葵PSY3亲缘性最近,与番茄的PSY3亲缘性最远。(3)基因表达分析结果显示,Te CCS基因在万寿菊桔红自交系和黄色突变体花朵的四个开花时期中的表达均在第三时期最低,该基因在桔红自交系第二时期表达量最高,在黄色突变体中第四时期表达量最高;Te PSY1基因在万寿菊桔红自交系第四时期表达量最高,第二时期表达量最低,在黄色突变体第二时期最高,第四时期最低;Te PSY2基因在万寿菊黄色突变体各个时期的表达均高于桔红自交系,且均在第四时期的表达量达到最高,第二时期的表达量最低。Te PSY3基因在万寿菊黄色突变体花朵的四个开花时期中的表达量明显高于桔红自交系,且该基因均在两种材料开放的第一时期表达量最低。在桔红自交系中第四时期表达量最高,黄色突变体中第二时期表达量最高。(4)建立了万寿菊再生体系,6-BA和IAA对万寿菊愈伤组织的诱导影响显著,其中以3.0mg/L6-BA和2.0 mg/LIAA愈伤组织诱导率和植株再生率均最高,分别达86.7%和82.
【学位授予单位】：中国林业科学研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S681.9

【参考文献】

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本文编号：2766462