低木質(zhì)素含量的轉(zhuǎn)基因毛白楊（Populus tomentosa）的獲得與毛白楊4CL基因啟動(dòng)子的克隆.pdf

1、木質(zhì)素是植物體中具重要生物功能的次生代謝產(chǎn)物.然而紙漿生產(chǎn)主要是將原料中的木質(zhì)素與用于造紙的纖維素分離,該工藝過(guò)程產(chǎn)生了造紙工業(yè)的主要污染廢液,并且增加造紙成本.毛白楊是中國(guó)重要的造紙用樹(shù)種,該研究目的在于利用反義RNA技術(shù),在分子水平調(diào)節(jié)木質(zhì)素的生物合成,降低中國(guó)特有造紙樹(shù)種毛白楊的木質(zhì)素含量,培育更適于中國(guó)造紙工業(yè)的原料樹(shù)種.通過(guò)農(nóng)桿菌(Agrobacterium tumefaciens)介導(dǎo),將反義CCoAOMTcDNA和4CLc

2、DNA轉(zhuǎn)入三倍體毛白楊.經(jīng)PCR,PCR-Southern及Southern檢測(cè),確認(rèn)獲得了轉(zhuǎn)基因植株.RT-PCR和Western檢測(cè)結(jié)果表明整合到植株基因組的反義cDNA已在植物體內(nèi)表達(dá).測(cè)定生長(zhǎng)約6個(gè)月的轉(zhuǎn)基因楊樹(shù)下部莖桿的Klason木質(zhì)素含量,結(jié)果表明表達(dá)反義CCoAOMT或4CL均可降低轉(zhuǎn)基因植株的木質(zhì)素含量.轉(zhuǎn)反義4CL的株系中,Klason木質(zhì)素含量比野生型對(duì)照下降最高達(dá)41.73％;轉(zhuǎn)反義CCoAOMT的株系中木質(zhì)素含

3、量下降最高達(dá)16.31%.對(duì)表達(dá)反義4CL的株系進(jìn)行綜纖維素含量測(cè)定,結(jié)果發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因植株與對(duì)照沒(méi)有明顯變化,據(jù)此推測(cè)4CL可能并非木質(zhì)素與碳水化合物的代謝調(diào)節(jié)點(diǎn),與國(guó)外研究報(bào)道不同.轉(zhuǎn)基因植株莖桿在剝皮后呈現(xiàn)程度不等的紅褐色,而對(duì)照為白色.莖桿全部為紅褐色的轉(zhuǎn)基因株系中木質(zhì)素含量下降最多,莖桿局部為紅褐色或呈現(xiàn)紅褐色斑點(diǎn)的株系中木質(zhì)素含量下降幅度減小.野生型對(duì)照莖桿的Wiesner反應(yīng)為典型的紫紅色,轉(zhuǎn)基因植株紅褐色莖桿的Wiesner

4、反應(yīng)為紅色.莖桿為紅褐色斑塊的株系中,紅褐色部分的Wiesner反應(yīng)呈紅色,白色部分與對(duì)照相同,呈典型紫紅色,進(jìn)一步證明顏色改變與轉(zhuǎn)基因株系木質(zhì)素含量的關(guān)系.該文認(rèn)為莖桿顏色的改變可作為一個(gè)輔助指標(biāo)篩選低木質(zhì)素含量的轉(zhuǎn)基因株系.利用PCR方法從毛白楊(Populus tomentosa)基因組DNA中擴(kuò)增得到了4CL基因啟動(dòng)子片段,序列分析顯示了毛白楊4CL基因啟動(dòng)子與美洲山楊(P.tremuloids)中4CL基因啟動(dòng)子cDNA核苷酸