抗坏血酸(L-ascorbic acid,AsA),又称维生素 C(Vc),是生物体内重要的抗氧化剂和多种酶的辅助因子,在增强人类免疫能力以及预防心脑血管疾病等方面发挥积极作用。人体无法合成 AsA,因此必须依赖膳食补充。猕猴桃果实富含AsA,是人体补充AsA的优质来源。本研究从高AsA含量的毛花猕猴桃(Actinidia eriantha)和低 AsA 含量的‘红阳’猕猴桃(Actinidia chinensis cv.‘Hongyang’)中分别克隆了AsA负调控因子AMR1,并分别命名为AeAMR1和AcAMR1(一种E3泛素连接酶),分析其分子特性;通过遗传转化实验明确了其对AsA积累的调控作用;利用酵母单杂交筛库发现AcAMR1上...
抗坏血酸(L-ascorbic acid,AsA),又称维生素 C(Vc),是生物体内重要的抗氧化剂和多种酶的辅助因子,在增强人类免疫能力以及预防心脑血管疾病等方面发挥积极作用。人体无法合成 AsA,因此必须依赖膳食补充。猕猴桃果实富含AsA,是人体补充AsA的优质来源。本研究从高AsA含量的毛花猕猴桃(Actinidia eriantha)和低 AsA 含量的‘红阳’猕猴桃(Actinidia chinensis cv.‘Hongyang’)中分别克隆了AsA负调控因子AMR1,并分别命名为AeAMR1和AcAMR1(一种E3泛素连接酶),分析其分子特性;通过遗传转化实验明确了其对AsA积累的调控作用;利用酵母单杂交筛库发现AcAMR1上游调控因子AcWRKY70,并验证互作关系。研究结果拓展了对猕猴桃抗坏血酸代谢调控网络的理解,为通过分子育种手段提高果实营养品质提供了新的理论支撑和基因资源。 主要研究内容和结果如下: 1. 不同发育阶段毛花猕猴桃的 AsA含量均显著高于猕猴桃,是‘红阳’猕猴桃的3.04-3.66倍。毛花猕猴桃中AsA合成关键基因(AcGMP1、AcGME1/2、AcGGP1等)表达量显著高于‘红阳’猕猴桃。 2. 从‘红阳’和毛花猕猴桃中成功克隆 AcAMR1/AeAMR1 的 CDS 序列,发现二者均具有F-box蛋白保守基序,序列比对发现6个碱基差异,导致3个氨基酸不同。qRT-PCR结果表明AMR1在毛花中表达量较低,在‘红阳’中表达量较高,其表达量与AsA含量呈显著负相关关系。 3. 在毛花猕猴桃果实中过表达 AcAMR1,导致 AsA含量显著下降,AsA合成基因AcGMP1、AcGPP2表达量下降;在毛花愈伤中过表达AcAMR1,愈伤AsA含量显著下降,AsA合成基因AcGGP1、AcGPP2、AcGalLDH表达量显著下降;在‘红阳’猕猴桃果实中沉默 AcAMR1,导致 AsA 含量显著增加,AsA 合成基因AcGGP1、AcGPP1、AcGPP2、AcGalLDH表达量显著上升,这表明AcAMR1可能负调控AsA生物合成。 4. 克隆 AcAMR1 和 AeAMR1 的启动子序列,发现两者顺式作用元件位置和数量均有较大差异。通过酵母单杂筛库筛选到潜在上游调控因子AcWRKY70,并进行酵母单杂交、GUS染色及双荧光素酶试验证明AcWRKY70可通过结合AcAMR1启动子抑制其表达活性。 5. 在‘红阳’猕猴桃生长发育过程中 AcWRKY70 表达量呈现出先上升再下降的表达趋势,与AsA含量变化趋势相似;亚细胞定位显示AcWRKY70定位于细胞核;VIGS等实验结果发现AcWRKY70通过转录抑制AcAMR1的表达正调控‘红阳’猕猴桃中AsA合成,最终使‘红阳’猕猴桃中AsA含量显著升高。
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