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类胡萝卜素是一类总数超过750种的萜烯基团类不饱和化合物的总称,根据结构可分为胡萝卜素族和叶黄素族,具有较高的营养价值,例如可作为维生素A的前体物质等。八氢番茄红素脱氢酶、八氢番茄红素合成酶和番茄红素环化酶是类胡萝卜素生物合成途径中的关键酶,它们参与催化类胡萝卜素生物合成途径中的结构基础物质八氢番茄红素的形成并将其转变成其他有色类胡萝卜素,发挥着中心调控作用。掷孢酵母属(Sporidiobolus)是一类能够弹射掷孢子的担子菌门类真菌,主要积累p-胡萝卜素、圆酵母素和红酵母红素。本文对本课题组保藏的一株掷孢酵母(Sporidiobolus pararoseus)野生型菌株,代号NGR,菌保中心编号CGMCC 2.5280,进行转录组分析并克隆得到了其八氢番茄红素脱氢酶基因crtI和番茄红素环化酶/八氢番茄红素合成酶基因crtYB。其中,crtl基因DNA全长2330bp,cDNA全长1683bp,包含9个内含子,GenBank注册号KR108014,采用大肠杆菌原核表达体系和异源互补检测法并结合薄层层析、高效液相色谱及质谱检测手段,最终确定掷孢酵母NGR Crtl同时具有四步和五步脱氢功能,可将八氢番茄红素催化形成番茄红素和3,4-脱氢番茄红素(3,4-didehydrolycopene);crtYB基因DNA全长2408bp,cDNA全长1791bp,包含8个内含子,GenBank注册号KR108013,采用大肠杆菌原核表达体系和异源互补检测法并结合薄层层析和高效液相色谱检测手段,最终确定掷孢酵母NGR CrtYB同时具有八氢番茄红素合成酶和番茄红素环化酶功能。本课题组前期研究发现,低浓度NaCl或35℃高温胁迫可显著促进掷孢酵母NGR细胞内圆酵母素和红酵母红素的积累,18℃低温胁迫可显著促进掷孢酵母NGR细胞内β-胡萝卜素的积累。胞内抗氧化酶活性分析表明,类胡萝卜素参与抵抗NaCl/高温胁迫的机制与SOD/CAT清除超氧阴离子的功能类似。采用实时荧光定量PCR检测方法对掷孢酵母NGR在NaC1、高温和低温胁迫条件下cDNA样品中crtl和crtYB基因的转录水平进行了分析,结果表明NaCl和高温胁迫可促进掷孢酵母NGR细胞中crtI和crtYB基因的上调,且crtl上调的更加显著,说明crtI基因在细胞抵抗NaCl和高温胁迫时起到关键的作用。然而,18℃低温胁迫时,crtl和crtYB基因的转录水平并没有发生显著差异。由于掷孢酵母NGR类胡萝卜素生物合成途径中的其他相关基因的信息还不清楚,需进行全基因组测序并结合转录组信息综合分析掷孢酵母NGR类胡萝卜素生物合成的分子生物学机理。这将对从分子生物学角度阐明掷孢酵母NGR抗逆胁迫机制及利用基因工程策略生产类胡萝卜素的应用提供重要信息。