青蒿异源基因的遗传转化及青蒿生物合成相关基因的克隆

	青蒿异源基因的遗传转化及青蒿生物合成相关基因的克隆
其他题名	Genetic Transformation of Artemisia annua L., Molecular Regulation of Artemisinin Biosynthesis and Molecular Cloning of Genes Relating to Biosynthesis of Sesquiterpene
	陈大华
学位类型	博士
导师	叶和春 ; 李国凤
	1999
学位授予单位	中国科学院植物研究所
学位专业	植物生理学
关键词	青蒿遗传转化青蒿素分子调控倍半萜关键酶基因克隆
摘要	本论文由三部分内容组成，一、药用青蒿的遗传转化，即根癌农杆菌和发根农杆菌介导的转化系统的建立及其影响参数的研究。二、青蒿素生物合成的分子调控。三、倍半萜生物合成相关基因的克隆。一、药用青蒿的遗传转化。建立了Ri质粒介导和Ti质粒介导的两种转基因系统，其中Ri质粒介导青蒿转基因系统的建立是国际上首次报道；以GFP基因为报告基因，首次获得高效表达的青蒿转绿色荧光蛋白基因的丛生芽，并对GFP基因的表达进行了组织和细胞水平的定位。此外，对影响两种转基因系统的主要参数进行了较为详细的研究。上述研究为青蒿素生物合成的分子调控奠定了坚实的基础。二、青蒿素生物合成的分子调控。为探索提高青蒿植株或组织和器官中的青蒿素含量，首次以棉花中克隆的杜松烯合成酶和法呢基焦磷酸合成酶的 cDNA 为目的基因导入青蒿，对青蒿中青蒿素的生物合成进行了分子调控研究的尝试。通过已建立的两种转基因系统，将从棉花中克隆的杜松烯合成酶和法呢基焦磷酸合成酶的 cDNA 导入青蒿，获得转基因发根和转基因植株。结果表明，外源基因的表达能够影响青蒿素的生物合成，其中法呢基焦磷酸合成酶基因的过量表达能够促进青蒿素的生物合成，提高转基因发根和植株中的青蒿素的含量。转基因发根F-26系中青蒿素含量最高达3.01 mg/g.DW，与对照相比青蒿素含量提高3～4倍；转基因植株的青蒿素含量最高达10.08 mg/g.DW，与对照相比，转基因植株的青蒿素产物提高2～3倍。此外，研究还表明，在转基因的发根C -37株系中，外源杜松烯合成酶基因的导入和表达可能相应地促进青蒿转基因发根自身的法昵基焦磷酸基因的表达。三、倍半萜生物合成相关基因的克隆。采用 RT-PCR 技术，从马铃薯 (Solanum tuberosum L.) 幼叶中克隆了 HMGRII 亚基因家族的一个新的成员 HMGR-c2（GenBank accession No．AF 096838Southem）；杂交分析表明，该基因至少以两个拷贝以上形式存在于马铃薯基因组中；RT-PCR分析表明，HMGR -c2的表达在幼苗期无组织特异性，广泛地存在于根、茎、叶等组织中。以青蒿001 株系的苗期叶片为材料，构建了青蒿苗期的λgtll cDNA文库，以PCR筛库方法从青蒿中克隆一个法呢基焦磷酸合成酶cDNA (Artfps2 GenBank accession No． AF136602)和一个HMGR cDNA(GenBank accession No．AF142473)；以青蒿 025株系的苗期叶片为材料，构建了青蒿苗期部分质粒文库以 PCR 筛库方法从青蒿中克隆一个法昵基焦磷酸合成酶 cDNA (Artfpsl GenBank accession No.AF112881)；此外，还从青蒿中克隆了倍半萜合成酶的 cDNA 片段(GenBank accession No.AF156854)。其中青蒿倍半萜合成酶基因的克隆是目前国际上本研究领域最受关注的焦点和难点之一。至此，本研究已将与青蒿素生物合成相关的三个重要的关键酶基因基本克隆，这无疑将加速青蒿素生物合成的基础和应用研究的进程。
页数	170
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.ibcas.ac.cn/handle/2S10CLM1/13939
专题	中科院植物分子生理学重点实验室
作者单位	中国科学院植物研究所
第一作者单位	中国科学院植物研究所
推荐引用方式 GB/T 7714	陈大华. 青蒿异源基因的遗传转化及青蒿生物合成相关基因的克隆[D]. 中国科学院植物研究所,1999.

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199913.pdf（12851KB）	学位论文		开放获取	CC BY-NC-SA	浏览请求全文