青蒿反義鯊烯合酶基因轉(zhuǎn)化培育青蒿素高產(chǎn)植株的研究.pdf

1、青蒿素是由我國(guó)科研人員自主研發(fā)并為國(guó)際所公認(rèn)的一種抗瘧有效單體。野生青蒿中青蒿素含量過(guò)低，難以滿足瘧疾治療中對(duì)青蒿素的迫切需求。由于常規(guī)育種在青蒿素高產(chǎn)方面的作用有限，因此在青蒿素合成代謝途徑已被闡明的情況下，通過(guò)基因工程對(duì)野生青蒿的青蒿素生產(chǎn)能力進(jìn)行人工操縱不失為大幅度提高青蒿素含量的最佳選擇。已有證據(jù)表明，當(dāng)植株接觸真菌刺激物時(shí)，其鯊烯合酶基因(SS)表達(dá)下調(diào)，從而導(dǎo)致類固醇積累減少，同時(shí)倍半萜合成增加，暗示類固醇合成阻遏可能導(dǎo)致倍

2、半萜合成途徑活化。為了培育青蒿素高產(chǎn)的轉(zhuǎn)基因青蒿植株，我們用Ti質(zhì)粒衍生的雙元載體上攜帶反義SS基因的工程農(nóng)桿菌對(duì)青蒿外植體進(jìn)行遺傳轉(zhuǎn)化。本文描述了轉(zhuǎn)反義SS基因后內(nèi)源SS基因的抑制及其后果：在所獲得的3棵轉(zhuǎn)基因植株中，通過(guò)Southern印跡雜交已對(duì)反義SS基因整合的拷貝數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)(1個(gè)至多個(gè)拷貝)。半定量RT-PCR分析結(jié)果顯示，反義SS基因的功能表達(dá)已導(dǎo)致內(nèi)源SS基因表達(dá)下調(diào)，使SS mRNA水平下降，類固醇含量也從0.8mg/g

3、鮮重降低到0.4-0.5mg/g鮮重，降幅達(dá)50％。轉(zhuǎn)基因青蒿植株青蒿素含量(12.3mg/g干重)遠(yuǎn)比非轉(zhuǎn)基因青蒿植株青蒿素含量(4.5mg/g干重)為高。為了進(jìn)一步將碳流引向青蒿素，我們對(duì)轉(zhuǎn)基因植株進(jìn)行了短暫的冷脅迫處理(4℃，30min)，結(jié)果使青蒿素含量進(jìn)一步提高，其中最高者達(dá)到16.6mg/g干重。因此，采取類固醇合成阻遏與冷誘導(dǎo)青蒿素合成基因高效表達(dá)的聯(lián)合策略可以顯著促進(jìn)青蒿素的高產(chǎn)，可望最終培育出轉(zhuǎn)基因高產(chǎn)青蒿素新品系。