羟基红花黄色素A生物合成途径短链还原酶基因的特征及功能研究

目的探究参与红花黄酮类生物合成途径特别是羟基红花黄色素A(HSYA)关键短链脱氢还原酶基因(SDRs)的功能。方法基于红花转录组数据库以及代谢组数据库,筛选参与HSYA生物合成途径的SDRs,用qRT-PCR法分析表达模式。采用无缝克隆技术构建过表达载体,以农杆菌GV3101介导遗传转化云南巍山红花品系,对转基因T_(2)代植株进行阳性验证,并对花冠SDRs的基因表达量进行分析,UPLC-Q-TOF/MS法测定次生代谢物的含量。结果筛选出3个参与HSYA生物合成途径的关键短链脱氢还原酶基因CtSDR1、CtSDR2、CtSDR3,表达量从高到低依次为花冠>叶>茎>根。花冠中表达量随花冠发育逐渐升高。对转基因T_(2)代植株进行阳性验证后的花冠进行qRT-PCR分析发现:与空白对照组相比,转CtSDR3过表达T_(2)代阳性植株花冠中CtSDR3基因的转录水平增加了2~3倍,次生代谢物HSYA的含量提高了7.1%~16.6%(P<0.05)。结论CtSDR3可能参与了红花中黄酮类化合物特别是HSYA的生物合成,为阐释CtSDR3在HSYA生物合成途径中的功能提供了数据支撑。

傣族姑娘

这幅彩笔画构图清新，立意明了，色彩欢快并富有天真浪漫之趣，那画面中央傣族姑娘的舞姿，身边飘动的树叶似彩带一般，还有那伴歌伴舞的小鸟，增添了画面的整体气息，更表现了画面主题的节律和动感。

红花黄酮生物合成途径糖基转移酶基因CtUGT25的功能研究

糖基转移酶(UDP-glycosyltransferase,UGT)是黄酮糖苷类化合物形成的末端修饰酶。本研究通过对红花花冠转录组数据库中糖基转移酶基因在四个花期的表达量与红花代谢组数据中主要成分的含量进行皮尔斯相关性分析,获得了2个与红花黄酮类化合物合成密切相关的糖基转移酶基因CtUGT25、CtUGT18,并对二者的基因及蛋白序列进行生物信息学分析。表达模式分析发现CtUGT25主要在花冠中表达,在开花第3天表达量最高;CtUGT18主要在根中表达,在开花第1天表达量最高。通过农杆菌介导的花粉管道法转基因手段在红花体内进行了功能验证,证明CtUGT25促进了山柰酚-3-O-葡萄糖苷及羟基红花黄色素A(HSYA)的积累,CtUGT18促进了山柰酚-3-O-葡萄糖苷、荭草苷的积累,二者可能是红花黄酮类化合物合成的糖基修饰酶。同时,体外实验证明CtUGT25蛋白对柚皮素、槲皮素、芹菜素、山柰酚、木犀草素、2-羟基柚皮素、高良姜素均具有催化活性。本研究为下一步通过分子生物技术调控红花的品质,特别是红花中特有成分HSYA等的工业化生产提供参考,也为其他植物的相关基因的研究提供资料。