矮牽牛PhACC1、PhACC2和PhAAE13在花青素合成中的作用研究.pdf

1、矮牽牛（Petunia hybrida）是研究植物器官發(fā)育和花色的重要模式植物之一?；ㄇ嗨厥菢?gòu)成花色的主要色素之一，其生物合成途徑的研究已比較清楚?；ㄇ嗨厣锖铣傻脑S多結(jié)構(gòu)基因的功能都已被鑒定，如CHS、CHI、F3H、DFR、ANS和UFGT等。乙酰輔酶A羧化酶（Acetyl-CoA Carboxylase，ACC）在ATP的參與下催化乙酰輔酶A和CO2生成丙二酰輔酶A；最近的報(bào)道認(rèn)為丙二酸在丙二酰輔酶A合成酶（Acyl Activa

2、ting Enzyme，AAE)的催化下也可以合成丙二酰輔酶A，為花青素的生物合成提供前體物質(zhì)丙二酰輔酶A，因此這兩個(gè)酶可能是花青素生物合成的關(guān)鍵酶。人們對(duì)于ACC的研究主要集中在脂肪酸的生物合成方面，而在花青素生物合成中的作用還未見(jiàn)報(bào)道，AAE在花青素生物合成中的作用也還未見(jiàn)報(bào)道。另外，MATE是一種重要的膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。有研究表明，蒺藜苜蓿中MATE2有非常好的花青素運(yùn)輸能力，MATE在矮牽?；ㄇ嗨剡\(yùn)輸中的作用還未見(jiàn)報(bào)道。本研究旨在初步

3、探索PhACC1、PhACC2、PhAAE13、PhAAE3、PhAAE14、PhMATE1和PhMATE2等基因在矮牽?；ㄇ嗨睾铣珊瓦\(yùn)輸中的功能。
　　本研究首先獲得PhACC1、PhACC2、PhAAE13、PhAAE3、PhAAE14、PhMATE1和PhMATE2的基因片段，pTRV2作為載體，成功構(gòu)建重組載體pTRV2-PhACC1、pTRV2-PhACC2、 pTRV2-PhAAE13、 pTRV2-PhAAE3、 p

4、TRV2-PhAAE14、pTRV2-PhMATE1和 pTRV2-PhMATE2，再利用 VIGS技術(shù)獲得矮牽牛 PhACC1、PhACC2、PhAAE13、PhAAE3、PhAAE14、PhMATE1和PhMATE2沉默植株。對(duì)pTRV2處理后植株以及PhCHS、PhACC1、PhACC2、PhAAE13、PhAAE3、PhAAE14、PhMATE1和PhMATE2沉默植株進(jìn)行表型觀察以及生理生化指標(biāo)的測(cè)定，包括花瓣和花蕊的顏色、果

5、實(shí)發(fā)育、花青素提取、RNA提取、熒光定量PCR和相對(duì)電導(dǎo)率的測(cè)定等，分析VIGS沉默植株與對(duì)照植株在表型以及生理生化指標(biāo)上的差異，并對(duì)PhACC1、PhACC2、PhAAE13、PhAAE3、PhAAE14、PhMATE1和PhMATE2進(jìn)行初步的功能分析。分析結(jié)果如下：
　?。?）PhACC1、PhACC2和PhAAE13沉默減少矮牽牛花瓣、柱頭和花藥的花青素合成。pTRV2處理后植株的花瓣、柱頭和花藥均為紫紅色，而PhACC1

6、、PhACC2和PhAAE13沉默植株的花瓣、柱頭和花藥均變成白色，但白化程度沒(méi)有PhCHS高，其花青素含量明顯低于對(duì)照植株。說(shuō)明PhACC1、PhACC2和PhAAE13參與調(diào)控矮牽牛花瓣、柱頭和花藥花青素的合成，在矮牽?；ò?、柱頭和花藥花青素合成過(guò)程中扮演著不可或缺的角色。而PhAAE3和PhAAE14的沉默對(duì)矮牽?；ò辍⒅^和花藥花青素的合成無(wú)顯著影響，PhAAE3和PhAAE14沉默植株的花瓣、柱頭和花藥均與pTRV2處理后植株

7、一樣呈紫紅色。
　?。?）PhMATE1和PhMATE2沉默對(duì)早期花瓣顏色無(wú)顯著影響。在衰老階段，低溫條件下（夜間10℃，白天15℃左右），PhMATE1和PhMATE2沉默植株花瓣的顏色變?yōu)榉凵?，而pTRV2處理后植株花瓣的顏色依舊為紫紅色，說(shuō)明PhMATE1和PhMATE2參與矮牽?；ò晁ダ想A段花青素的轉(zhuǎn)運(yùn)。
　?。?）乙烯處理后，花瓣中PhACC1、PhACC2和PhAAE13基因的相對(duì)表達(dá)量顯著下降，并且乙烯處理時(shí)間