小麦β-胡萝卜素羟化酶基因tahyd过表达和rnai载体的构建及其遗传转化

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1、分类号学号M201271555学校代码10487密级硕士学位论文小麦β-胡萝卜素羟化酶基因TaHYD过表达和RNAi载体的构建及其遗传转化学位申请人：陈茜学科专业：生物化学与分子生物学指导教师：何光源教授答辩日期：2015年5月17日ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheMasterDegreeofScienceConstructionandGeneticTransformationofTaHYDOverexpressionandRNAInterference

2、VectorsinWheatCandidate：XiChenMajor：BiochemistryandMolecularBiologySupervisor：Prof.GuangyuanHeHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430070,P.R.ChinaMay,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均

3、已在文中以明确方式标明。本人完全意识到，本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在_____年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打”√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日摘要小麦(Trit

4、icumaestivumL.)是世界上最重要的粮食作物之一，改善其营养品质是小麦遗传育种的重要研究方向。类胡萝卜素含量是衡量小麦营养品质的重要指标之一。类胡萝卜素是最主要的维生素A前体，然而，普通小麦种子中仅能积累少量的类胡萝卜素和微量的维生素A原。由于对小麦胡萝卜素合成知之甚少，通过基因工程提高小麦类胡萝卜素含量的相关报道十分有限。因此，克隆得到小麦类胡萝卜素代谢途径中相关合成酶基因并研究它们在小麦类胡萝卜素合成过程中的作用，对提高小麦的营养品质有着十分重要的意义。β-胡萝卜素羟基化酶(Carotenehydroxylase,HYD)是植物类胡萝卜

5、素代谢途径中重要的合成酶，HYD可以通过羟基化使得胡萝卜素转化为叶黄素。本研究采用同源克隆的方法，从小麦品种Bobwhite的基因组中克隆得到一条新的胡萝卜素羟基化酶基因，命名为TaHYD。为研究HYD基因在小麦类胡萝卜素合成过程中的功能，分别构建了TaHYD的过表达和RNAi载体，并以小麦模式品种Bobwhite为受体材料，利用基因枪法进行遗传转化。提取转基因小麦基因组DNA进行PCR鉴定的结果表明，共获得2株过表达和6株RNA干扰转基因阳性植株。通过对转基因阳性植株进行荧光定量和高效液相色谱分析发现，与对照植株相比，过表达转基因后代中TaHYD基

6、因的表达显著上调，但β-胡萝卜素的含量却未发生显著变化；而RNAi植株中TaHYD基因表达显著下调，并伴随着小麦胚乳中的β-胡萝卜素含量增加。本研究不仅证明了TaHYD基因的表达和小麦胚乳中的β-胡萝卜素的含量存在密切的关系，同时也为进一步利用基因工程的手段特异性提高小麦胚乳中的β-胡萝卜素提供了理论基础和实验证据。关键词：小麦；羟基化酶；RNA干扰；β-胡萝卜素；维生素AIAbstractWheatisoneofthemostimportantfoodcropsworldwide.Improvingthenutritionalvalueofwhea

7、tisanimportantsubjectinwheatgeneticbreeding.Carotenoidcontentisoneoftheimportantparameterstojudgethenutritionalvalue.CarotenoidisamainresourceofprovitaminA.However,thecarotenoidandprovitaminAcontentisverylowinthegrainsofcommonwheat.Weknowlittleaboutcarotenoidsynthesisandonlyfew

8、reportshadreportedaboutimprovingcarotenoidthroughgenet