本文關鍵詞：非生物因素對人參皂苷生物合成途徑關鍵酶基因表達能力的影響　出處：《吉林大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：人參為五加科多年生草本植物,是一種珍貴的中藥材。人參皂苷是人參中主要的次生代謝產物,具有多種藥理作用,如提高免疫力、改善疲勞、抗衰老和抗腫瘤等,被廣泛應用于醫(yī)藥保健、美容化妝品和食品等行業(yè),因此人參皂苷具有廣闊的應用前景及可觀的經濟價值。但野生人參資源較為匱乏,栽培周期較長,易受病害侵襲,種植技術要求較高,尤其是人參皂苷的含量較低,因此對人參的開發(fā)利用受到一定限制,難以滿足社會需求。研究表明,外界刺激因子(如非生物脅迫、外源激素處理等)能夠通過激活細胞信號轉導通路,將信號傳遞給脅迫應答轉錄因子,調節(jié)一系列相關關鍵酶基因的表達,影響次生代謝產物的合成,從而使植物產生脅迫耐受。本研究討論了在鹽脅迫、低溫脅迫、外源MeJA和ABA等非生物因素處理下,人參轉錄因子基因WRKY、ERF、MYB以及人參皂苷生物合成途徑中3-羥基-3-甲基戊二酰CoA還原酶基因(HMGR)、達瑪烯二醇合成酶基因(DS)、原人參二醇合成酶基因(D12H)、原人參三醇合成酶基因(P6H)、原人參二醇三羥基一葡萄糖基轉移酶基因(UGT-D-3OH-1)、原人參二醇三羥基二葡萄糖基轉移酶基因(UGT-D-3OH-2)、原人參二醇二十羥基葡萄糖基轉移酶基因(UGT-D-20OH)的表達情況,并分析比較了4種不同處理條件、3個人參轉錄因子基因、7個人參皂苷生物合成關鍵酶基因三者之間的關系。進行如下研究:(1)成功克隆得到人參轉錄因子WRKY1基因的CDS序列,并將其命名為Pg WRKY1。測序結果顯示,PgWRKY1基因序列長度為1077 bp,可以編碼358個氨基酸。序列比對結果表明,PgWRKY1與西洋參PqWRKY1的核苷酸序列相似性為99.16%,氨基酸序列相似性為98.32%。將相關信息提交至GenBank,獲得檢索號為KU836935。(2)成功克隆得到人參轉錄因子ERF1基因的CDS序列,并將其命名為PgERF1。測序結果顯示,PgERF1基因序列長度為936 bp,可以編碼311個氨基酸。序列比對結果表明,PgERF1與西洋參PqERF1的核苷酸序列相似性為98.29%,氨基酸序列相似性為97.75%。將相關信息提交至GenBank,獲得檢索號為KU935742。(3)完成了PgHMGR、PgDS、PgD12H、PgP6H、PgUGT-D-3OH-1、Pg UGT-D-3OH-2、PgUGT-D-20OH、PgMYB、PgWRKY1、PgERF1基因核心片段的克隆。電泳檢測結果初步表明,PCR反應程序設置比較合適,所用引物的準確性和特異性較好。(4)在低溫脅迫和MeJA處理下,7個關鍵酶基因的表達量均上調;在鹽脅迫下,PgHMGR、PgP6H、Pg UGT-D-20OH基因表達量上調,PgD12H的表達量變化不明顯,PgDS、PgUGT-D-3OH-1、PgUGT-D-3OH-2表達量下調;在ABA處理下,7個關鍵酶基因的表達量均下調。(5)在低溫脅迫下,轉錄因子基因PgMYB和PgERF1的表達量均上調,Pg WRKY1的表達量變化不明顯;在鹽脅迫下,3個轉錄因子基因的表達量均上調;在MeJA處理下,PgMYB和PgWRKY1的表達量上調,而PgERF1基因的表達量下調;在ABA處理下,PgWRKY1和PgERF1的表達量均上調,而PgMYB基因的表達量下調。(6)采用香草醛比色法進行人參發(fā)根總皂苷含量的測定,檢測結果顯示,與對照組(未經處理的)相比,經MeJA處理、低溫脅迫、鹽脅迫處理的人參發(fā)根總皂苷含量分別提高了約50%、17%、8%,而經ABA處理的總皂苷含量降低了約9%。(7)推測轉錄因子和關鍵酶之間的關系:PgMYB與PgD12H基因之間可能存在正相關關系,PgERF1與PgUGT-D-3OH-1、PgUGT-D-3OH-2基因之間可能存在負相關關系。
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：Q943.2;S567.51

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