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摘要
维生素C,又名抗坏血酸(L.Ascorbate
acid,AsA)是植物体内主要的抗氧化物质,
存在于大多数植物绿色组织中,在植物的生长和代谢过程中起着重要作用。植物中
AsA的重要性不仅在于它为不能正常合成AsA的少数动物(包括人类)提供丰富的维生
素C源;而且近年来的研究发现,AsA对于植物自身的抗氧化作用、光合保护以及调
节生长发育等都具有非常重要的生理功能。通过基因工程技术提高植物AsA含量,改
良植物营养品质和抗性是分子育种新的发展方向之一。AsA的代谢工程研究正在逐渐
开展,但是缺乏对代谢途径中基因的系统评价。本研究通过PCR从拟南芥cDNA中获
得AsA代谢途径各步骤催化酶的编码基因,在模式植物拟南芥中过量表达AsA合成途
降解途径。以评估各基因各途径对植物AsA含量的贡献。
过表达合成途径和再生途径基因的转基因系,经实时定量PCR分析,目的基因表
乳糖途径中第一个限速酶基因的地位,显现了它在AsA代谢工程中的重要作用。
抑制降解途径的各RNA干扰株系中,经实时定量PCR分析,目的基因的表达量明
显下调,表达量为对照的10%.29%。成功获得了一系列AsA分解代谢途径被抑制的转
基因植株。在这些植株中,而AsA含量最高的株系AOi3是对照含量的1.5倍。达到了多
数合成途径基因过表达的水准。而增强再生途径的各dhar转基因株系中,目的基因的
表达量有一定的上调,AsA含量最高为43.0 FW,是对照的1.39倍。
me,/1009
本研究兼顾包括AsA的生物合成,氧化分解和还原再生在内的整个代谢网络,全
面系统的评价了代谢网络内各个基因和途径的优劣,深入探讨TAsA的代谢工程,为
制定和优化提高植物AsA含量的遗传工程改造策略提供了初步的实验依据。
关键词:拟南芥,维生素C,代谢工程,转基因,过量表达,RNA干扰,限速酶
ABSTRACT
Vitamin a ofthe antioxidantandithasa
C(ascorbicacid)iskey
componentplant system
numberofother andmostanimalsCan
proposedphysiologicalroles.Althoughplants
ascorbic lack is
synthesizeacid(AsA),humansL·gulono—l,4一lactone
final in AsAcannotbestoredinthe
forthe AsA
required step synthesis.Because body,the
vitaminmustbe from the sourceof
acquiredregularlydietarysources,plantsprovidemajor
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