油用牡丹类黄酮合成酶基因的克隆及表达分析

作     者：魏新翠 

作者单位：西北农林科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李厚华

授予年度：2015年

学科分类：09[农学] 0901[农学-作物学] 

主      题：油用牡丹 色素分析 基因克隆 表达分析 

摘      要：‘凤丹’牡丹和紫斑牡丹为芍药科芍药属多年生灌木,它们因出油率高、油质优良而被选作油用牡丹。油质中含有很高的亚油酸、亚麻酸、油酸等脂肪酸成分,具有抗癌、抗衰老、预防糖尿病等功能。油用牡丹品质优良,具有很高的开发潜质,但常规生产中却存在着去壳困难的问题,限制了其应用范围。研究表明,在油用牡丹中,控制种皮黑色和涩味的主要成分可能是类黄酮物质,其中控制颜色的是花青苷,控制其涩味的是单宁。因此,从分子角度入手,通过调解控制种皮颜色和涩味的基因,将有望成为在根本上解决牡丹籽油颜色和涩味问题的方法,从而促进油用牡丹的应用。本实验以‘凤丹’牡丹和紫斑牡丹种子作为材料,进行了色素分析和类黄酮合成酶基因的克隆及表达分析。结果表明:1、‘凤丹’牡丹种皮色素成分主要是矢车菊素-半乳糖苷;2、‘凤丹’和紫斑牡丹的花色素合成酶基因(Anthocyanidin synthase,ANS)基因全长为1065 bp,共编码354个氨基酸。其中,‘凤丹’的ANS蛋白的相对分子量为40.4755 kDa,等电点是5.42,紫斑牡丹相对分子量和等电点分别为:40.4496 kDa,5.74。二者均含有一个PLN03178功能域。二级结构由α-螺旋、随机卷曲、β-旋转以及延伸链组成。亚细胞定位为细胞质的可能性最大;3、通过参照植物品种山茶、山梨、大豆等的无色花色素还原酶基因(Leucoanthocyanidin reductase,LAR)和花青素还原酶基因(Anthocyanidin reductase,ANR)基因的保守序列,分别得到油用牡丹的LAR和ANR的基因片段。通过同源对比得知,二者可能为油用牡丹相对应基因的一部分;4、使用实时荧光定量法对ANS基因在‘凤丹’牡丹5个花期的表达量进行了分析,结果显示:ANS基因在‘凤丹’开花过程中的表达情况呈先下降后上升又下降的趋势,其中盛花期表达量最高,末花期表达量最低,ANS基因的表达量与花瓣颜色深浅相对应,间接验证了ANS基因对种皮颜色的调控;5、成功构建了油用牡丹ANS基因重组载体T-mANS。