黄酮糖基化对水稻紫外耐受性的研究

发布时间：2020-08-21 21:20

【摘要】：类黄酮是一类结构多样(超过10,000种),具有广泛生物活性的植物次生代谢物。黄酮是类黄酮的亚家族之一,功能非常重要但是研究不多。代谢物的糖基化修饰对植物细胞的新陈代谢至关重要,而黄酮的糖基化修饰由UDP-葡萄糖糖基转移酶负责完成。代谢物的不同的修饰能够极大地增加自然界代谢物的多样性,但是这种修饰对代谢物的生物学功能有何影响还有待研究。本研究中,我们证明了水稻中氧黄酮的自然变异主要由黄酮5-O-糖基转移酶(OsUGT707A2)和黄酮7-O-糖基转移酶(OsUGT706D1)控制。借助体内、体外分析和转基因植株的紫外处理实验,我们进一步证明了这两个基因能够提高水稻对UV-B的耐受性。除此之外,我们还克隆水稻中4个控制碳黄酮糖基化的糖基转移酶(Os06g18010,Os06g18140,Os06g18670和Os06g18790),并在大肠杆菌中对上述4个蛋白进行了原核表达,纯化。我们还通过体外酶活测定实验以及转基因水稻代谢物分析实验进一步确定这些基因在水稻体内的实际功能。Os06g18010和Os06g18140不仅可以利用根皮素作为底物产生对应的碳糖基化黄酮,还可以利用芹菜素作为底物产生氧糖基化黄酮,但是Os06g18670和Os06g18790不能利用根皮素作为底物。对Os06g18670和Os06g18790的超表达植株进行UV处理,我们发现,相比野生型水稻,这些超表达水稻植株具有更强的紫外耐受性。以上结果不仅有利于解析黄酮合成的生化途径和遗传调控,同时也说明将优良等位基因应用到育种中这个思路是改善农作物产量的重要一环。
【学位授予单位】：华中农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S511

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本文编号：2799871