铁皮石斛DoJAZ和DoJAR1的克隆与初步功能验证

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铁皮石斛(Dendrobium officinale Kimuraet Migo)自古以来是一种珍贵的中医药用资源,在分类学上属兰科石斛属,具有滋阴补虚、清音明目等功效,但其药效成分多糖和生物碱含量低,一直是影响铁皮石斛药用价值的关键问题。目前已有研究表明茉莉酸作为一种植物生长激素通过外源诱导的方法能有效提升药用植物的药效成分。本研究从茉莉酸信号转导通路入手,通过对信号转导通路上的两个关键基因DoJAZ、DoJAR1全长cDNA序列的克隆、荧光定量分析,以及利用酵母双杂交方法分析DoJAZ与DoMYC2的相互作用。旨在研究铁皮石斛DoJAZ和DoJAR1在茉莉酸信号转导通路中的作用及其对铁皮石斛次生代谢的影响。本实验初步解析了茉莉酸对铁皮石斛次生代谢的调控机制,为进一步分析铁皮石斛次生代谢途径、提升其药用价值奠定了理论基础。主要结果如下:1.通过RACE方法及PCR技术成功从铁皮石斛中克隆得到DoJAZ(登录号:MF680547)和DoJAR1的cDNA全长序列。组织特异性分析表明,DoJAZ和DoJAR1在铁皮石斛各个组织部位中均有表达并存在表达的差异性。2.三种激素(MeJA、SA、ABA)和重金属诱导子(AgNO3)处理铁皮石斛原球茎,通过qRT-PCR检测DoJAZ和DoJAR1在不同时间点的表达水平,经分析后发现,DoJAZ和DoJAR1均受MeJA、SA、ABA、AgNO3的诱导,表达量变化趋势为先升高后降低。3.通过构建pET-28a-DoJAZ和pET-28a-DoJAR1原核表达载体,在大肠杆菌中成功诱导得到DoJAZ和DoJAR1蛋白。通过构建pCAMBIA1 304-DoJAZ和pCAMBIA1304-DoJAR1真核表达载体,农杆菌介导法转化拟南芥,分别筛选得到T3代过表达转基因拟南芥。根长测量结果显示:DoJAZ转基因拟南芥根长相较于野生型显著增长,DoJAR1转基因拟南芥根长相较于野生型无明显变化。qRT-PCR检测表明:DoJAZ转基因拟南芥中萜类合成相关基因与野生型拟南芥相比表达量显著降低,DoJAR1转基因拟南芥中萜类合成相关基因与野生型拟南芥相比表达量显著提升。4.通过构建pGBKT7-DoJAZ和pGADT7-DoMYC2酵母载体,酵母双杂交分析结果表明DoJAZ与DoMYC2之间存在相互作用关系。
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