《百合單萜類物質合成關鍵酶基因的克隆與功能分析》是依託北京林業大學，由孫明擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：百合單萜類物質合成關鍵酶基因的克隆與功能分析
- 依託單位：北京林業大學
- 項目負責人：孫明
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
花香是觀賞植物的重要觀賞性狀之一，百合花香性狀突出，單萜類物質是其主要花香成分之一，但百合中這類物質生物合成途徑中關鍵基因和功能尚不明確。研究單萜類物質合成的關鍵基因及其功能，明確單萜物質代謝途徑的限速位點，對解析百合花香代謝途徑及調控機理具有重要的理論意義和套用價值。本項目擬在前期對百合花香成分及釋放部位的研究基礎上，克隆百合單萜類物質生物合成途徑中關鍵酶基因（DXS，DXR，TPS），通過螢光定量PCR技術檢測這些基因在不同發育時期、不同組織及不同品種間的表達規律，結合單萜類物質釋放規律分析基因表達與單萜類物質合成的關係；並通過純化蛋白對特異底物催化反應，百合花瓣原生質體瞬時表達檢測以及矮牽牛轉基因驗證，進一步解析關鍵基因的功能。通過項目實施可以明確百合單萜類物質合成的關鍵酶基因及其功能，為闡明百合單萜類花香物質合成與調控的分子機制及通過基因工程手段改良百合花香提供理論支持。
結題摘要
花香是觀賞植物的重要觀賞性狀之一，百合花香性狀突出，單萜類物質是其主要花香成分之一，但百合中這類物質生物合成途徑中關鍵基因和功能尚不明確。研究單萜類物質合成的關鍵基因及其功能，明確單萜物質代謝途徑的限速位點，對解析百合花香代謝途徑及調控機理具有重要的理論意義和套用價值。本項目在前期對百合花香成分及釋放部位的研究基礎上，利用同源克隆的方法獲得了百合單萜類物質生物合成途徑中關鍵酶基因（DXS，DXR，TPS）的cDNA全長；通過螢光定量PCR技術檢測發現花瓣是關鍵酶基因表達的主要部位，隨著不同的開花時期，關鍵酶基因整體上呈現先增高后降低的趨勢，與單萜類揮發物的表達模式相同；通過亞細胞定位的研究發現3個關鍵酶均定位於葉綠體上，與MEP代謝途徑發生在質體上相同；通過轉基因菸草的研究發現，在轉3個關鍵酶基因的轉基因株系中，萜類物質均有增加，在轉LiDXR和LiTPS的植株中，單萜類物質芳樟醇的含量顯著增高，並且在轉LiTPS的株系中有新的單萜類物質羅勒烯和月桂烯的產生，說明LiDXR和LiTPS在單萜類物質合成過程中發揮著重要的作用；通過改項目實施明確了百合單萜類物質合成的關鍵酶基因及其功能，並為闡明百合單萜類花香物質合成與調控的分子機制及通過基因工程手段改良百合花香提供理論支持。
