过表达枸杞lcchyb基因提高洋桔梗抗氧化性的研究.pdf

中国生物工程杂志　ＣｈｉｎａＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１５，３５（１）：２７３３ ＤＯＩ：１０．１３５２３／ｊ．ｃｂ 过表达枸杞ＬｃＣＨＹＢ基因提高 洋桔梗抗氧化性的研究 １ １，２ １ １ １，２ １，２ 金　超 　柳　洁 　季　静 　王　罡 　曹海燕 　吴　疆 （１天津大学环境科学与工程学院　天津　３０００７２　２天津大学化工学院　天津　３０００７２） 摘要　非生物胁迫造成植物胞内产生大量活性氧 ＲＯＳ和自由基，导致植物细胞结构及酶系统受 到破坏。类胡萝卜素是植物胞内重要的抗氧化物质，与植物的抗氧化功能有重要关系。为了提 高洋桔梗的抗氧化性，将来自枸杞（ＬｙｃｉｕｍＣｈｉｎｅｎｓｅＭｉｌｌｅｒ）的 类胡萝卜素羟化酶基因（ＬｃＣＨＹＢ） β 导入洋桔梗中，研究结果表明以１０％过氧化氢胁迫洋桔梗叶片２０ｍｉｎ后，转基因洋桔梗叶片中总 类胡萝卜素、玉米黄质含量及叶黄素循环池容量显著提高，同时对光合荧光参数和抗氧化酶系统 的酶活性也进行探讨，发现转基因洋桔梗相对于野生型植株对氧化胁迫的耐受性也有了显著的 提高。 关键词　洋桔梗　 类胡萝卜素羟化酶　氧化胁迫 β 中图分类号　Ｑ８１９ 　　洋桔梗（Ｅｕｓｔｏｍａｇｒａｎｄｉｆｌｏｒｕｍ），又名草原龙胆，原 　　１９９９年 Ｈａｖａｕｘ等人发现了紫黄质去环氧化酶 产于美洲，后被引种至日本和欧洲。由于它花型妩媚， （ｖｉｏｌａｘａｎｔｈｉｎｄｅｅｐｏｘｉｄａｓｅ，ＶＤＥ）功能缺失的拟南芥突 ［１］ 变体ｎｐｑ１在强光下不能积累玉米黄质，发生脂质过氧 花色艳丽，经过多年的培育又出现了新品种 ，因此深 受消费者的喜爱，具有广阔的市场前景。但是洋桔梗 化严重现象，导致叶片发白和组织坏死，并出现光抑制 对生长环境要求较高，盐碱、干旱和强光等非生物胁迫 情况，第一次证明了完整的叶黄素循环在光胁迫下的 ［７］ ［８］ 都会严重影响其生长，因此大大阻碍了切花的推广，因 保护作用 。２００２年，Ｇｏｔｚ等人 将来自细菌的类胡 此研究人员开始利用植物基因工程的方式培育新的洋 萝 卜素羟化酶基因（ＣＲＴＺ）转入烟草，使玉米黄质大量 桔梗品种，以期提高它的抗逆性而利于推广。 积累，并发现光胁迫耐受性和ＵＶ抗性均有显著增强。 ［９］ 　　非生物胁迫造成植物胞内产生大量活性氧（ｒｅａｃｔｉｖｅ ２０１０年，Ｗａｎｇ等人 在烟草中过表达八氢番茄红素脱 ｏｘｙｇｅｎｓｐｅｃｉｅｓ，ＲＯＳ），ＲＯＳ会损坏细胞，造成诸如脂质膜 氢酶基因（ｐｈｙｔｏｅｎｅｄｅｔｕｒａｓｅ，ＰＤＳ）导致烟草胞内色素 过氧化反应、蛋白质氧化、酶抑制作用及ＤＮＡ和ＲＮＡ损 的组成发生改变，同时提高了烟草的抗氧化能力，同 ［２］ ［１０］ 伤等，甚至会导致细胞死亡 。类胡萝 卜素作为一类重 年，Ｚｈｕ等人 利用靶向突变的方法去除蓝藻ＰＣ７０２２ 要的植物色素，不仅参与光合作用，也是植物体内一类重 株系合成叶黄素循环分支的基因，并对其进行光抑制 要的抗氧化物质。叶黄素循环池中的类胡萝 卜素尤其是 和氧化胁迫，发现突变体中ＲＯＳ大量积累，证明叶黄素 ［３４］ 循环中的类胡萝 卜素可以消除ＲＯＳ并对