转BpCHS基因过量表达白桦叶片和韧皮部色素含量及植株表型分析

查尔酮合酶(chalcone synthase,CHS)是类黄酮类物质生物合成途径中的关键酶,该酶不仅在植物花色及叶色形成中起决定作用,同时还参与植物的多种生理生化过程。为了揭示白桦查耳酮合酶的功能,试验以白桦成熟合子胚为受体,以35S启动子驱动的BpCHS3为载体,采用农杆菌介导法开展转BpCHS3基因研究,利用含50 mg/L Hyg的培养基进行抗性筛选转基因株系,同时结合目标基因的PCR验证,试验获得转BpCHS3白桦15个阳性株系,分子检测证明,目标基因整合到白桦基因组中,BpCHS3能在转基因白桦中过量表达。2年生转基因白桦生长及表型观察发现,转基因白桦与WT株系的苗高及地径差异不显著,而侧枝数显著高于WT株系(P<0.01);转基因白桦叶片呈现浅绿色、茎杆为浅黄绿色,光合色素及花青素质量分数测定显示,叶片组织中转基因白桦的叶绿素、类胡萝卜素及花青素质量分数均显著低于WT株系(P<0.01),花青素相对质量分数均值低于WT株系的45.99%;韧皮组织中转基因株系的光合色素质量分数均高于WT,花青素相对质量分数与WT株系差异不显著。转基因白桦中BpCHS1和BpCHS2家族基因表达特性分析发现,相对WT株系转基因白桦的BpCHS1和BpCHS2基因均呈下调表达(OE1株系除外),认为过量表达BpCH3白桦中发生了BpCH1和BpCH2的共抑制现象。