小麥β-胡蘿卜素羥化酶基因TaHYD過表達(dá)和RNAi載體的構(gòu)建及其遺傳轉(zhuǎn)化.pdf

1、小麥(Triticum aestivum L.)是世界上最重要的糧食作物之一，改善其營養(yǎng)品質(zhì)是小麥遺傳育種的重要研究方向。類胡蘿卜素含量是衡量小麥營養(yǎng)品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。類胡蘿卜素是最主要的維生素A前體，然而，普通小麥種子中僅能積累少量的類胡蘿卜素和微量的維生素A原。由于對小麥胡蘿卜素合成知之甚少，通過基因工程提高小麥類胡蘿卜素含量的相關(guān)報道十分有限。因此，克隆得到小麥類胡蘿卜素代謝途徑中相關(guān)合成酶基因并研究它們在小麥類胡蘿卜素合成過程

2、中的作用，對提高小麥的營養(yǎng)品質(zhì)有著十分重要的意義。
　　β-胡蘿卜素羥基化酶(Carotene hydroxylase,HYD)是植物類胡蘿卜素代謝途徑中重要的合成酶，HYD可以通過羥基化使得胡蘿卜素轉(zhuǎn)化為葉黃素。本研究采用同源克隆的方法，從小麥品種Bobwhite的基因組中克隆得到一條新的胡蘿卜素羥基化酶基因，命名為TaHYD。為研究HYD基因在小麥類胡蘿卜素合成過程中的功能，分別構(gòu)建了TaHYD的過表達(dá)和RNAi載體，并以小麥

3、模式品種Bobwhite為受體材料，利用基因槍法進(jìn)行遺傳轉(zhuǎn)化。提取轉(zhuǎn)基因小麥基因組DNA進(jìn)行PCR鑒定的結(jié)果表明，共獲得2株過表達(dá)和6株RNA干擾轉(zhuǎn)基因陽性植株。通過對轉(zhuǎn)基因陽性植株進(jìn)行熒光定量和高效液相色譜分析發(fā)現(xiàn)，與對照植株相比，過表達(dá)轉(zhuǎn)基因后代中TaHYD基因的表達(dá)顯著上調(diào)，但β-胡蘿卜素的含量卻未發(fā)生顯著變化；而RNAi植株中TaHYD基因表達(dá)顯著下調(diào)，并伴隨著小麥胚乳中的β-胡蘿卜素含量增加。本研究不僅證明了TaHYD基因的表