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花卉基因工程相关基因的克隆.ppt 文档全文预览

花匠小妙招
2024-09-16 09:08

花卉基因工程相关基因的克隆费炯 2003年9月26日 * 花色创新花色是观赏植物的重要性状，创造新花色是花卉育种的主要目标之一。传统花色选育采用杂交育种的方式，虽然杂交育种在花色改良中做出了重要的贡献，但其远缘杂交亲和性差，育种周期长，效率较低。 80年代后，随着生物技术的不断发展，基因工程技术为花卉性状的改良提供了全新的思路。目前，对花色调控机理的了解正逐步深化，分离克隆到一些相关的酶和基因，许多重要的切花都已建立了遗传转化体系，获得了一批转基因花卉。花色主要由类胡萝卜素，生物碱，类黄酮三类物质决定类胡萝卜素存在于质体内类黄酮存在于液泡内，分为花青素，异黄酮和黄烷醇类黄酮类的生物合成途径较为清楚大自然中普遍缺少蓝色花系的花，一些重要的切花，如百合，香石竹，玫瑰等都缺乏蓝紫色系。蓝花植物的花色素主要是翠雀素糖苷，翠雀素是通过催化二氢黄酮醇B环3‘和5’位置的羟化形成的，但多数缺乏蓝色的花都缺乏黄烷酮3‘5’羟化酶 (F3’5’H) DFR　在其参与下,无色的二氢杨梅黄酮(翠雀素) 变为蓝色的翠雀素糖苷。 1994年 Holton等将DFR与 F3’5’H基因共转化白色康乃馨，育成紫罗兰色的康乃馨。 Florigene公司的moon系列转基因康乃馨我们的工作----克隆DFR和F3’5’H基因转化百合花存在的问题：待转化的植物需要有F3’5’H底物有黄酮醇作为共色素相对较高的液泡ｐＨ值(ｐＨ5 0) 采用反义技术延缓花卉衰老反义技术以互补的核酸链能够形成双股螺旋的原理为基础, 利用反义RNA来抑制目标性状中靶基因的表达,进而达到修饰目标性状的目的。乙烯广泛存在于植物体中，对植物的生长发育，特别是成熟和衰老起着十分重要的调节作用。植物组织中乙烯的合成是受严密的代谢进程控制的,外界诱导因子也能启动这一反应。ＳＡＭ转变为1 氨基环丙烷 1 羧酸(ＡＣＣ)是在ＡＣＣ合成酶催化下完成的。在有氧条件下,ＡＣＣ在ＡＣＣ氧化酶的催化下形成乙烯。ＡＣＣ合成酶和ＡＣＣ氧化酶是乙烯生物合成过程中的两个关键酶目前延缓花卉衰老的基因工程大都采用反义RNA技术。 Savin等将反义ACC氧化酶基因转入香石竹中,发现反义基因抑制了乙烯的合成,明显地延缓了花瓣衰老,而且转基因植株花卉衰老比对照延长了约8天[Savin KW, Baudinette SC, Graham MW, et. al. Antisense ACCoxidase RNA delays carnation petal senescence Hort Science, 1995,30(5):970-972] 。 Aanhane等将ACC合成酶基因反向导入香石竹,这些转基因香石竹的瓶插寿命几乎是原品种的2倍[Aanhane T, Affrs DR, Flrigene BV, et. al, First rDNA flower to debut in Australia this summer. Biotechnology News, 1995,15(14):3] 。 ACC合成酶是一种以磷酸吡哆醛为辅基的酶,对S-腺苷甲硫氨酸具有立体专一性. 研究发现该基因属于多基因家族。 ACC氧化酶基因也属于多基因家族。由于来源不同植物内ACC合成酶氧化酶基因核苷酸序列上的差异, 来源不同的酶的反义基因是否能在其它植物内起作用, 目前尚未得出结论. 我们的工作从百合中克隆ACC合成酶及ACC氧化酶基因，并将其反向插入植物表达载体中转化百合存在的问题： ACC合成酶及氧化酶序列保守性较低，同源克隆有难度百合花衰老与乙烯的关系非跃变型？乙烯在植物的抗病反应中起着重要的作用，对其抑制可能带来的影响百合ACC合成酶氧化酶基因家族中不同基因的作用 Sho—延缓植物衰老的新途径 sho 基因编码一种能在植物体内产生有活性的细胞分裂素的蛋白酶 The plant journal (2002) 29(6),797-808 细胞分裂素在植物中存在着广泛的生物学效应对细胞分裂和扩大的促进作用诱导芽的分化解除植物的顶端优势促进种子和芽的萌发调控营养物质的运输促进花芽分化和结实 *