誘導(dǎo)子誘導(dǎo)酪氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶基因表達(dá)對(duì)彩葉草迷迭香酸合成的影響.pdf

1、植物次生代謝產(chǎn)物具有多種重要的生物學(xué)功能，為人類提供了豐富的藥物、香料和工業(yè)原料，對(duì)人類的生產(chǎn)和生活有著重要影響。植物次生代謝產(chǎn)物的種類繁多，結(jié)構(gòu)迥異，從化學(xué)結(jié)構(gòu)上通常歸為萜類化合物、酚類化合物和含氮化合物3個(gè)主要類群。彩葉草(Coleus blumei)亦名斑葉洋紫蘇、錦紫蘇，歸唇形科鞘蕊花屬，是有著黃紅紫等各種色彩的柔嫩觀葉草本或亞灌木花卉，在印度、印尼、墨西哥等地被視作藥用植物。研究發(fā)現(xiàn)彩葉草中的主要次生代謝產(chǎn)物為迷迭香酸。迷迭香

2、酸(Rosmarinicacid)是一種多酚羥基酸，具有抗氧化及清除自由基作用，并具有消炎、免疫調(diào)節(jié)、抗菌、抗病毒、抗抑郁等生物活性。外源茉莉酸甲酯(MJ)作為一種重要的信號(hào)分子，能夠誘導(dǎo)植物防御的細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑從而誘導(dǎo)了植物次級(jí)代謝的途徑。脫落酸(ABA)也是一種十分重要的信號(hào)分子，在植物面對(duì)來(lái)自生物和非生物脅迫時(shí)，可以通過(guò)應(yīng)激反應(yīng)改變?cè)S多基因的表達(dá)。本文從彩葉草中克隆了酪氨酸代謝途徑的關(guān)鍵酶酪氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(Tyrosine a

3、minotransferase，TAT)基因，研究彩葉草葉片經(jīng)MJ和ABA誘導(dǎo)后TAT基因在轉(zhuǎn)錄表達(dá)水平及TAT酶活力變化情況，并考察了不同品種不同組織中TAT的酶活力及其對(duì)迷迭香酸含量的影響，具體結(jié)果如下： 1.利用HPLC對(duì)迷迭香酸在不同品種彩葉草(K1，K2，K3)根、莖、葉中的分布進(jìn)行了檢測(cè)。通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)得出HPLC檢測(cè)條件如下：柱子：C18柱150×4.6mm；流動(dòng)相：甲醇：0.1％磷酸45：55；流速：0.9mL/m

4、in；檢測(cè)波長(zhǎng)：325nm。我們從三個(gè)彩葉草品種中篩選得到迷迭香酸含量較高的品種K2迷迭香酸含量達(dá)到1.56 mg/g。彩葉草不同品種、組織中迷迭香酸含量存在明顯差異，三個(gè)品種中葉片均有較高的迷迭香酸含量，而根、莖組織中迷迭香酸含量較低。 2.建立合適的TAT活力測(cè)定方法，測(cè)定不同品種不同組織TAT活力。結(jié)果表明：彩葉草不同品種、組織TAT酶活力存在明顯差異。其中K2葉片中TAT酶活力最高，達(dá)到44.29Umg-1h-1。彩葉草

5、不同品種不同組織中TAT酶活力較高的，迷迭香酸含量也相對(duì)較高。由此猜測(cè)：TAT可能與迷迭香酸的含量呈正相關(guān)性；TAT可能在彩葉草迷迭香酸合成途徑中起著非常重要的作用。 3.利用半定量RT-PCR對(duì)TAT基因在彩葉草不同品種不同組織及誘導(dǎo)條件下的表達(dá)情況與迷迭香酸合成量的關(guān)系進(jìn)行了初步的探索。研究發(fā)現(xiàn)，三個(gè)彩葉草品種，TAT基因表達(dá)量從高到低依次為K2，K1，K3。K2和K1兩個(gè)品種葉片中的迷迭香酸含量較高，K3次之。TAT基因在

6、彩葉草根莖葉中為組成型表達(dá)，其中莖段TAT基因表達(dá)量最高，葉片次之，根中最少。在彩葉草三個(gè)品種均表現(xiàn)為葉片含有較高的迷迭香酸含量，根、莖中迷迭香酸含量較低。RA含量并不總是與TAT mRNA的表達(dá)水平相關(guān)。MJ和ABA都可以誘導(dǎo)彩葉草葉片TAT基因的表達(dá)，這可能是由于TAT基因可以和信號(hào)分子相互作用。 4.MJ和ABA的濃度均與彩葉草葉片的TAT活力相關(guān)。MJ濃度在0-500μmol/L的范圍內(nèi)，葉片的TAT活力是隨著噴施的濃度

7、升高而升高的，但是噴施濃度為600μmol/L時(shí)，TAT活力略有下降。說(shuō)明MJ能夠提高彩葉草葉片的TAT活性，但是這種誘導(dǎo)效應(yīng)是在一定的濃度范圍內(nèi)的，濃度過(guò)高的MJ會(huì)喪失這種促進(jìn)作用。不同濃度的ABA噴施彩葉草葉片后，葉片TAT活力先是升高，然后降低。其中50μmol/L ABA處理時(shí)TAT活力最高，達(dá)到82.80 Umg·-1h-1。 5.觀察外源500μmol/L MJ和50μmol/L ABA對(duì)彩葉草葉片中的TAT活力的動(dòng)

8、態(tài)影響發(fā)現(xiàn)：用500μmol/L MJ噴施彩葉草葉片后，TAT活力隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸增強(qiáng)，在72h酶活力達(dá)到最高92.85 Umg-1h-1，然后酶活力逐漸降低。經(jīng)過(guò)ABA處理后，彩葉草葉片TAT酶活力也有較大幅度的提高。與MJ相比，ABA作用效果不如MJ對(duì)酶活力的影響明顯，但是ABA對(duì)彩葉草中TAT活力的影響起效更快。 6.利用HPLC法測(cè)定了誘導(dǎo)子處理后迷迭香酸含量。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：彩葉草葉片經(jīng)過(guò)MJ噴施處理后，迷迭香酸含量逐漸