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洋甘菊(Matricaria recutita L.)为菊科母菊属一年生草本植物,含有丰富的倍半萜和类黄酮等化合物,具有良好的抗炎、抑菌、抗氧化、降血脂、抗凝血、抗肿瘤、解痉等功效。(E)-β-法尼烯(EβF)是一种普遍存在于植物内的挥发性倍半萜类物质,作为蚜虫报警信息素的主要成分,参与蚜虫的防御化学信号传递。为了阐明EβF生物合成的代谢调控,本研究一方面克隆了洋甘菊(E)-β-法尼烯合酶基因,并研究了该基因的功能;另一方面利用GC-MS技术检测茉莉酸甲酯处理后洋甘菊叶片中挥发性萜类含量的变化。该研究初步探讨了茉莉酸甲酯调节洋甘菊萜类次生代谢的规律,为通过基因工程手段提高洋甘菊倍半萜含量提供了理论基础。该研究取得的主要结果如下:1.利用RT-PCR及RACE技术克隆了洋甘菊βFS基因的全长cDNA序列,命名为Mr-βFS。该基因全长为2010 bp,包含一个1725 bp的开放阅读框,编码579个氨基酸(GenBank序列号:KM586847)。推测氨基酸分子量为67 kDa,等电点为5.28。洋甘菊βFS的氨基酸序列与青蒿的βFS有较高同源性,同源性为92%,而与其他植物同源性约为20%-40%。进化树分析结果表明,Mr-βFS与青蒿亲缘关系最近。2.构建了原核表达质粒pET-28a-βFS,并在大肠杆菌BL21(DE3)中表达了重组蛋白,重组蛋白分子量大小为67 kDa。将目的蛋白与底物法尼基焦磷酸(FPP)进行反应,通过GC-MS检测,表明Mr-βFS催化底物生成唯一的倍半萜成分为(E)-β-法尼烯。3.利用荧光定量PCR检测Mr-βFS基因在不同器官中的表达量。结果表明,Mr-βFS基因在茎、叶、管状花、舌状花中均有表达,在叶中表达量最高,管状花中表达量最低,叶中表达量约是管状花中表达量的6.8倍。Mr-ΒFS基因在洋甘菊花的全开期表达量最低,在花苞期及半开期的表达量分别是全开期的1.6倍和2.6倍。4.利用外源茉莉酸甲酯(MeJA)对洋甘菊叶片进行处理后,Mr-βFS表达量明显增加。其中,在处理24 h后Mr-βFS表达水平增加最为显著,是对照组的11.5倍。GC-MS分析表明,MeJA诱导后叶片中几种挥发性萜类β-罗勒烯、(E)-β-法尼烯、大根香叶烯D、γ-榄香烯、α-法尼烯的含量与对照相比均存在显著差异(P<0.05)。