不同光照条件下东北红豆杉幼苗紫杉醇合成关键酶基因表达

摘要

本文以5年生东北红豆杉幼苗为试验材料，研究了3种光照条件下（30％光照、60％光照、100％光照）紫杉醇生物合成途径中5种关键酶基因（牻牛儿栊牛儿基焦磷酸合酶基因geranylgeranyl pyrophosphate synthase gene，GGPPs;紫杉二烯合成酶基因taxadiene synthase gene，TASY;紫杉二烯-5α-羟化酶基因taxadiene5α hydroxylasegene，T5αH;苯基丙氨酸氨基变位酶基因phenylalanine aminomutase gene，PAM;紫杉烷C13-侧链-N-苯甲酰转移酶基因3'-N-debenzoyl-2-deoxytaxol-N-benzoyltransferasegene，DBTNBT)在不同时间尺度上表达量的变化，为探讨紫杉醇生物合成关键酶基因表达与紫杉醇含量的关系提供理论基础。
　　(1)从6:00时至次日6:00时的日变化尺度上:
　　GGPPs基因、T5αH基因日表达变化趋势相近。30％光照条件下基因表达量在18:00时达到最高值，60％光照条件下在14:00时达到峰值后逐渐降低，前者是后者的1.4倍和1.8倍。TASY基因在30％和60％光照条件下表达量都在18:00时达到日最高值，后者是前者的1.3倍。DBTNBT基因在30％和60％光照条件下表达量在14:00时达到日最高值，前者是后者的1.7倍。PAM基因在30％和60％光照条件下表达量水平相近，分别在18:00时和10:00时达到日最高值，但整体表达量水平低。5种基因在100％光照条件下都处于低表达状态，相对表达量都小于1。总体上看，TASY基因对光的响应程度最大，表达量最高，GGPPs、T5αH和DBTNBT基因的表达水平在60％光照条件下受到不同程度的抑制。
　　(2)从7月17日至8月23日的月变化尺度上:
　　30％光照条件下，日变化中表达量最高的TASY基因在一个多月后表达水平仍然最高，是日变化中峰值的3.7倍;其次是GGPPs基因、T5αH基因和DBTNBT基因，分别为日变化峰值的3.0倍、5.7倍和10.7倍。PAM基因一个月后仍然处于最低表达水平。60％光照条件下，4种基因表达量（PAM基因除外）在月变化中波动较大，7月17日和8月4日处于谷值。TASY基因在一个多月后的表达量仍然最高，是日变化中峰值的1.9倍。其次是T5αH基因、DBTNBT基因和GGPPs基因，分别为日变化峰值的16.1倍、20.1和3.4倍。表达水平最低的仍然是PAM基因。100％光照条件下，5种基因在一个多月后表达水平不及在30％和60％光照条件下表达水平。TASY基因的表达量在7月26日处于峰值，为404.8，DBTNBT基因表达量的最高值为136.5，GGPPs基因、T5αH基因和PAM基因表达量的最高值分别为55.6、35.2和6.7。
　　总体而言，3种光照条件下TASY基因的响应程度最大，PAM基因响应程度最小。月变化期间各基因整体表达量水平高于相同光照条件下的日变化各基因整体表达量水平。

目录

摘要

1 绪论

1．1 东北红豆杉研究概况

1．2 紫杉醇及紫杉烷类产物

1．3 紫杉醇生物合成途径

1．4 紫杉醇生物合成途径关键酶及基因

1．5 光照对植物基因表达的影响

1．6 研究目的和意义

2 材料与方法

2．1 试验材料

2．1．1 植物材料及处理

2．1．2 生物试剂

2．2 试验方法

2．2．1 实验准备

2．2．2 东北红豆杉叶片总RNA提取及检测

2．2．3 反转录cDNA制备

2．2．4 定量PCR引物设计

2．2．5 引物的使用与保存

2．2．6 实时荧光定量合成

2．3 数据分析方法

3 不同光照条件下东北红豆杉幼苗紫杉醇合成酶基因表达日变化

3．1 试验日天气条件

3．2 不同光照条件下紫杉醇合成酶基因表达日变化

3．2．1 GGPPs基因相对表达量日变化

3．2．2 TASY基因相对表达量日变化

3．2．3 T5αH基因相对表达量日变化

3．2．4 PAM基因相对表达量日变化

3．2．5 DBTNBT基因相对表达量日变化

3．3 5种紫杉醇合成酶基因表达日变化比较

3．3．1 30%光照条件下5种基因日变化比较

3．3．2 60％光照条件下5种基因日变化比较

3．3．3 100％光照条件下5种基因日变化比较

3．4 讨论

3．5 本章小结

4 不同光照条件下东北红豆杉幼苗紫杉醇合成酶基因表达月变化

4．1 试验期间天气条件

4．2 不同光照条件下5种基因表达月变化

4．2．1 GGPPs基因相对表达量月变化

4．2．2 TASY基因相对表达量月变化

4．2．3 T5αH基因相对表达量月变化

4．2．4 PAM基因相对表达量月变化

4．2．5 DBTNBT基因相对表达量月变化

4．3 5种紫杉醇合成酶基因表达月变化比较

4．3．1 30%光照条件下5种基因月变化比较

4．3．2 60%光照条件下5种基因月变化比较

4．3．3 100％光照条件下5种基因月变化比较

4．4 讨论

4．5 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

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