利用AtLUP1超量表达体系在拟南芥中合成羽扇豆醇

羽扇豆醇是一种存在于多种果蔬及中草药中的五环三萜类化合物,具有抗炎症、抗氧化、抗癌等药理作用。羽扇豆醇合酶(Lupeolsynthase,LUP)是羽扇豆醇合成途径中的关键酶。前期研究显示,编码该酶的基因在原核和酵母表达体系中均难以获得有生物活性的蛋白产物。本研究以拟南芥为受体,通过超量表达拟南芥羽扇豆醇合酶1(AtLUP1)基因,分析利用植物细胞生产羽扇豆醇的可行性。使用气相色谱GC检测AtLUP1超量表达拟南芥植株中的羽扇豆醇含量,发现48号植株中羽扇豆醇含量为0.9155mg·g^-1,显著高于野生型。本研究证明超量表达AtLUP1基因可以在拟南芥中促进羽扇豆醇的合成,为羽扇豆醇的工业化生产提供了新的思路。

水势和盐胁迫对拟南芥种子萌发和根部生长的影响

以拟南芥为试验材料,向培养基中添加不同浓度的NaCl模拟盐胁迫、不同比例的PEG-6000模拟水势胁迫,观察并记录种子萌发率、幼苗根长、幼苗存活率等生理指标,检测幼苗中丙二醛(MDA)含量,研究了盐胁迫和水势胁迫对拟南芥种子萌发及幼苗生长的影响,以期明确盐胁迫程度和水势影响拟南芥植株生理状态的规律,为水势和盐胁迫处理提供依据。结果表明:当NaCl浓度等于及高于150 mmol·L-1时,幼苗平均根长为5.2 mm,显著低于对照组(24.8 mm);幼苗平均存活率为52.1%,显著低于对照组(98.1%)。当水势等于及低于-0.7 MPa时,幼苗无侧根生长,平均存活率为89.2%,显著低于对照组(98.7%),由此可知,NaCl浓度150 mmol·L-1和水势-0.7 MPa是拟南芥胁迫处理的阈值,当NaCl浓度高于150 mmol·L-1,或水势低于-0.7 MPa时,拟南芥种子萌发及幼苗生长被明显抑制。

珙桐DiASR1基因克隆及功能分析

ASR蛋白是近年来发现的一种受脱落酸、胁迫或成熟诱导表达的蛋白,研究表明该蛋白在植物的生殖发育和逆境胁迫响应中发挥重要作用。本研究小组前期发现一个编码ASR蛋白的珙桐(Davidia involucrata)基因DiASR1在其苞片中特异表达,且其表达量在苞片发育过程中持续上升,推测其可能在珙桐苞片发育过程中发挥重要作用。本研究克隆得到DiASR1基因,并通过遗传转化在本氏烟草(Nicotiana benthamiana)中超量表达目的基因以分析该基因的功能。对转基因烟草植株进行形态学观察发现,相较于野生型植株,转基因植株生物量积累少,营养生长时间明显缩短,提前进入生殖生长,且转基因植株的花色发生变化。另一方面,转基因植株对高盐胁迫具有更强的抗性,表明超量表达DiASR1基因可提高烟草的抗盐胁迫能力。