UV-A特異誘導(dǎo)津田蕪菁花青素合成基因表達(dá)調(diào)控的研究.pdf

1、光對植物花青素合成的調(diào)控，主要是通過光受體接受光信號進(jìn)行信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，啟動花青素合成的代謝途徑。如紅光、UV-A 光、藍(lán)光、UV-B 光均可通過相應(yīng)的光敏色素、隱花色素(藍(lán)光/UV-A 受體)、UV-B 受體誘導(dǎo)擬南芥花青素的合成。但在津田蕪菁(Brassica rapa‘Tsusda)中只有UV-A 光可誘導(dǎo)花青素的合成，而藍(lán)光卻不能誘導(dǎo)花青素的合成。為了研究津田蕪菁 UV-A 特異誘導(dǎo)的光信號轉(zhuǎn)導(dǎo)因子與花青素生物合成相關(guān)基因之間的關(guān)系以

2、及 UV-A 特異誘導(dǎo)的花青素合成調(diào)節(jié)特性，本論文以花青素合成光敏感型的津田蕪菁(Brassica rapa‘Tsuda’)4天苗齡幼苗及生長3個月的膨大下胚軸表皮為試材，進(jìn)行了花青素合成的光誘導(dǎo)研究；相關(guān)基因的表達(dá)譜分析；UV-A 誘導(dǎo)的蛋白質(zhì)磷酸化研究；信號因子的克隆、表達(dá)特性分析及瞬時表達(dá)研究：花青素合成關(guān)鍵基因CHS的啟動子克降及分析。得到以下主要結(jié)果： 1UV-A光對津田蕪菁花青素的積累有特異誘導(dǎo)作用津田蕪菁花青素的合成

3、受太陽光的誘導(dǎo)，在 UV-B、UV-A、藍(lán)光、紅光、遠(yuǎn)紅光以及紅藍(lán)復(fù)合光、UV-A 紅光復(fù)合光、UV-A 遠(yuǎn)紅光復(fù)合光中，誘導(dǎo)津田蕪菁花青素合成最有效的光波為 UV-A。UV-A 特異誘導(dǎo)津田蕪菁幼苗下胚軸下部以及成株膨大的下胚軸表皮花青素的積累。 2 UV-A誘導(dǎo)津田蕪菁花青素合成相關(guān)基因群的表達(dá)及蛋白質(zhì)磷酸化分析cDNA 微陣列分析表明津田蕪菁UV-A 處理后的基因表達(dá)譜與 Dark、Blue、UV-B單色光處理相比有明顯差

4、異。在 UV-A 特異誘導(dǎo)表達(dá)的基因群中，花青素合成關(guān)鍵基因CHS受 UV-A 的上調(diào)誘導(dǎo)表達(dá)。初步篩選出的 UV-A 誘導(dǎo)花青素合成相關(guān)的基因有查兒酮合酶基因、黃烷酮 3-羥化酶基因、glutathione S-transferase 基因、細(xì)胞色素 cytochrome P450 基因、以及bHLH trancription factor、zinc finger-like protein、Myb-like DNA binding p

5、rotein 轉(zhuǎn)錄因子等。 蛋白質(zhì)磷酸化分析表明UV-A誘導(dǎo)后，細(xì)胞膜蛋白和細(xì)胞質(zhì)蛋白均出現(xiàn)了磷酸化水平的動態(tài)變化，它們的磷酸化住UV-A 處理 5 min 后便得以榆測，磷酸化的程度在處理30-45min 左右達(dá)到高峰，接著開始下降，到120 min時幾乎檢測不到。說明UV-A誘導(dǎo)蛋白質(zhì)的磷酸化可能參與其信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。 3 津田蕪菁putative CRY1、COP1、HY5在UV-A 誘導(dǎo)下的表達(dá)特性從津田蕪菁中克隆了與

6、擬南芥 CRY1、COP1、HY5 序列相似的同源基因，推測的氨基酸序列與擬南芥對應(yīng)的蛋白質(zhì)序列相比，相似性均達(dá)90％以上，而且CRY1序列中含有光合裂解酶和 FAD-bingding結(jié)構(gòu)域，COP1中含有Ring和WD-40 結(jié)構(gòu)域，HY5中含有bZIP結(jié)構(gòu)域。在原生質(zhì)體中的瞬時表達(dá)和定位表明 CRY1、COP1 分布在整個原生質(zhì)體中，而 HY5 分布在細(xì)胞器(包括細(xì)胞核)區(qū)。在津田蕪菁幼苗中，(CRY1、COP1、HY5 表達(dá)量很大