论文部分内容阅读
萜类化合物,在自然界中分布广泛、种类最多,是一种植物天然代谢产物,具有重要的社会学和生理学功能。近年来,越来越多的人关注萜类代谢途径的研究,深入研究萜类代谢途径中的关键酶是一个必然的切入点。HMGR是萜类两条代谢途径中甲羟戊酸途径的第一个限速酶,催化HMG-Co A形成MVA,是细胞质萜类代谢中的重要调控位点。植物中的HMGR常以小基因家族的方式存在,HMGR在植物的整个生长发育中都起到重要作用。本研究首先从青香蕉苹果中克隆得到了MdHMGR1,后以组成型启动子CaMV35S和MdHMGR1自身启动子与MdHMGR1构建表达载体,然后转化到野生番茄中,得到了35S+HMGR1和MdHMGR1-1+HMGR1两种转基因番茄植株,以研究两种不同启动子的表达调控作用以及MdHMGR1的功能。探讨MdHMGR1在转基因番茄中表达的时间和组织特异性以及对植物生长发育的影响。主要结果如下:(1)MdHMGR1在两种转基因番茄的根、茎、叶、果实中均有表达,但表达模式不同。MdHMGR1在35S+HMGR1转基因番茄的根、茎、叶、果实各个组织中的表达量均较高,MdHMGR1在MdHMGR1-1+HMGR1转基因番茄的根和果实中表达量最高,远远高于35S+HMGR1转基因番茄,具有组织特异性。(2)MdHMGR1在ABA,ETH,GA,IAA,MeJA,SA处理下的诱导表达模式有很大差异。在处理2h或4h时,MdHMGR1在这些激素的诱导处理下表达均有所提高,其中以MeJA和SA处理效果最为明显。(3)过量表达MdHMGR1能够诱导转基因番茄根的伸长,HMGR的抑制剂洛伐他汀处理前MdHMGR1-1+HMGR1转基因番茄的根长比35S+HMGR1转基因番茄和野生型番茄的根长,35S+HMGR1转基因番茄的根长略长于野生型番茄的根长。将三种番茄的种子在含有HMGR的抑制剂洛伐他汀的培养基上播种,发现三种番茄的根长均短于处理前,而MdHMGR1-1+HMGR1转基因番茄的根长依旧比35S+HMGR1转基因番茄和野生型番茄的根长。(4)番茄果实发育过程中纵径、横茎和体积的变化呈S形曲线,MdHMGR1-1+HMGR1转基因番茄果实的体积迅速膨大时期早于35S+HMGR1转基因番茄和野生型番茄。35S+HMGR1转基因番茄果实的迅速膨大时期早于野生型番茄。35S+HMGR1转基因番茄的果形指数不规则。(5)过量表达MdHMGR1促进番茄果实早期细胞分裂,发现转基因番茄的果实体积较大,MdHMGR1-1+HMGR1转基因番茄的果实体积最大。在三种番茄果实发育的早期和中期从花梗注射HMGR的抑制物洛伐他汀,发现早期被注射洛伐他汀的果实都不会正常长大成熟,而在中期注射洛伐他汀的果实可以正常生长发育,说明MdHMGR1可以提高转基因番茄果实早期的细胞分裂活性。(6)CTK、IAA在MdHMGR1-1+HMGR1番茄植株的幼果中含量比35S+HMGR1和野生型番茄高。(7)35S+HMGR1和MdHMGR1-1+HMGR1转基因番茄有一定的耐盐性,盐处理后,MdHMGR1-1+HMGR1转基因番茄中的叶绿素、类胡萝卜素含量高于35S+HMGR1转基因番茄和野生型番茄,而35S+HMGR1转基因番茄中的叶绿素、类胡萝卜素含量稍高于野生型番茄,但差异不明显。(8)盐处理后,MdHMGR1-1+HMGR1转基因番茄中的抗氧化酶APX、SOD、POD、CAT的活性显著高于35S+HMGR1转基因番茄和野生型番茄,而35S+HMGR1转基因番茄和野生型番茄的抗氧化酶APX、SOD、POD、CAT的活性差异不显著。