长春花生物碱代谢的激素调控及生长素相关基因的研究

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1、上海交通大学硕士学位论文长春花生物碱代谢的激素调控及生长素相关基因的研究学校：上海交通大学院系：农业与生物学院专业：生物学班级：B1115091学号：1111509009学生：许菲导师：赵静雅副教授上海交通大学农业与生物学院二零一四年一月万方数据DissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegreeofMasterRESEARCHOFHORMONEREGULATIONONALKALOIDMETABOLISMANDCLONINGOFAUXIN-RELATEDGENESINCATHARANTHUSROSEUS

2、Candidate：XuFeiStudentID:1111509009Supervisor：AssociateProf.ZhaoJingyaMajor：BiologySchoolofAgriculture&BiologyShanghaiJiaoTongUniversityShanghai,P.R.ChinaJan,2014万方数据硕士学位论文上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其它个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集

3、体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日万方数据硕士学位论文上海交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日万方数据硕士学

4、位论文本论文受国家高技术研究发展计划（863）“植物代谢生物反应器产品研发”（2011AA100605）及上海市重点学科项目（No.B209）资助万方数据硕士学位论文长春花生物碱代谢的激素调控及生长素相关基因的研究摘要长春花代谢过程中产生的萜类吲哚生物碱（TIAs，Terpenoidindolealkaloids）具有重要的抗病价值，但其产出量较低，远远不能满足临床需求，因此进行长春花TIAs含量调控的研究具有重要意义。天然长春花TIAs的产出量往往取决于：植株中TIAs的含量及植株地上部分的生物量。研究发现植物激素不仅影响植物的生长发育等生命活动，对长春花TIAs代谢也

5、有一定的调控作用。因此本研究分别从外源激素（甲基茉莉酸和乙烯利）对长春花植株中TIAs含量的影响及内源激素（吲哚乙酸）的生物合成途径展开。本研究取得的主要成果有：(1)利用外源甲基茉莉酸、乙烯利分别对尚未开花的长春花幼苗进行喷洒处理，发现单处理及两者的混合处理虽对单吲哚生物碱文多灵和长春质碱含量的影响作用微弱，但对双吲哚生物碱脱水长春碱和长春碱的合成却有不同的影响。其中甲基茉莉酸单处理可快速促进长春碱积累；乙烯利单处理提高了脱水长春碱和长春碱含量；混合处理降低脱水长春碱含量的同时显著促进了长春碱的生成。此外甲基茉莉酸和乙烯利的单处理可以提高SLS的转录表达量，甲基茉莉酸和

6、乙烯利的混合处理却对IS、SLS、ASα、STR和PRX1等5个酶基因的转录表达都有显著促进作用，由此可见甲基茉莉酸和乙烯利的混合处理较两者的单独处理，对基因的转录表达及下游生物碱含量的影响更大。(2)利用RT-PCR及RACE方法，克隆到长春花吲哚乙酸生物合成途径上两个关键酶基因，分别为编码色氨酸转氨酶的CrTAA（GenBank登陆号KF827425）和编码黄素单加酶的CrYUC（GenBank登陆号I万方数据硕士学位论文KF827426）。CrTAA基因的cDNA全长1502bp，开放阅读框包含1254个碱基，编码417个氨基酸；相应的DNA中有4个内含子。CrTA

7、A编码的色氨酸转氨酶是一类磷酸吡哆醛（PLP）-dependent酶，具有PLP结合位点。生物信息学分析显示，CrTAA编码的蛋白与多个物种中的色氨酸转氨酶有50%以上的相似度。CrTAA在长春花老叶及花中表达量较高，在茎中的表达量最低。不同处理下CrTAA转录表达量的分析发现：低温可显著诱导CrTAA的表达；甲基茉莉酸和乙烯利则抑制其转录表达；伤处理信号在不同处理时间表现出不同的诱导效应。CrYUC的cDNA序列全长1863bp，包括编码405个氨基酸的1218bp开放阅读框，其相应的DNA中有3个内含子。生物信息学分析显示