番茄红素β-环化酶基因(LcyB)启动子调控LcyB RNAi双元载体构建.pdfVIP

番茄红素β-环化酶基因(LcyB)启动子调控LcyBRNAi双元

载体构建

莫爱琼;文了;黎海燕;马丽;万小荣

【摘要】根据番茄基因组DNA序列信息设计引物进行PCR扩增了Micro-Tom

中番茄红素β-环化酶(Lycopeneβ-cyclase,LcyB)基因起始密码子上游1534bp

启动子区域序列(LcyBp),生物信息学分析表明,该启动子序列中存在TA-TA-盒、

CAAT-盒、昼夜节律响应元件Circadian、光响应元件BoxⅠ、真菌激发子响应

元件Box-Wl、低温响应元件LTR、响应赤霉素的作用元件P-box、乙烯响应元件

ERE、响应生长素的作用元件TGA-element等顺式作用元件.依据番茄LcyB基因

序列,设计2对含有不同酶切位点的特异引物进行PCR扩增LcyB基因3端特异的

276bpDNA片段,利用RNAi载体pKANNIBAL构建了“LcyB启动子-LcyB基因

正义片段(Sense)-PDK内含子-LcyB基因反义片段(Antisense)-OCS终止子”的

RNAi表达框,并将这一RNAi表达框插入植物双元表达载体pART27的NotⅠ位

点,构建成本研究的LcyB启动子驱动的LcyB基因RNAi植物双元表达载体pART-

LcyBp-RNAi-LcyB.为利用RNAi技术特异性敲除LcyB基因进而提高番茄果实中

番茄红素含量奠定实验基础.

【期刊名称】《华南师范大学学报（自然科学版）》

【年(卷),期】2016(048)004

【总页数】7页(P50-56)

【关键词】番茄;番茄红素β-环化酶(Lycopeneβ-cyclase,LcyB);启动子;RNAi双

元载体

【作者】莫爱琼;文了;黎海燕;马丽;万小荣

【作者单位】仲恺农业工程学院生命科学学院,广州510225;仲恺农业工程学院生

命科学学院,广州510225;仲恺农业工程学院生命科学学院,广州510225;仲恺农业

工程学院生命科学学院,广州510225;仲恺农业工程学院生命科学学院,广州

510225

【正文语种】中文

【中图分类】Q945.1

番茄红素(Lycopene)具有淬灭单线态氧、清除自由基、诱导细胞间连接通讯、调

控细胞增殖等多种功能，尤其是对某些癌细胞增殖的抑制作用比α-胡萝卜素和β-

胡萝卜素更强，因而成为现在最受关注的类胡萝卜素色素之一，是目前国际功能食

品研究和化妆品与食品添加剂研究的焦点，有希望成为最重要的一个化学防癌物质，

对人类健康有重要意义[1-2].

在高等植物中番茄红素是由八氢番茄红素脱氢转变而来的，番茄红素的代谢途径主

要是其环化反应，特别是番茄红素β-环化酶(Lycopeneβ-cyclase,LcyB)催化其环

化形成β-胡萝卜素，是其主要代谢途径，PECKER等[3]克隆鉴定了番茄中编码番

茄红素β-环化酶的LcyB基因，发现其表达在果实后熟阶段降低，从而利于果实

中番茄红素的积累.目前成功的相关转基因植物报道的工作是在类胡萝卜素合成品

种中过表达正向催化番茄红素前体合成的关键酶基因，希望提高转基因植株中番茄

红素的含量，但由于向番茄红素合成支路的流向增大，往往导致其它以异戊二烯类

化合物为前体的合成途径底物缺乏，而对转基因植株的生长发育造成不利影响[4-

5].例如组成型表达八氢番茄红素合成酶基因的转基因番茄中，因为与赤霉素的生

物合成途径竞争牻牛儿牻牛儿焦磷酸(GGPP)前体导致植株矮化等现象，因而无法

应用于农业生产[4].2000年以色列科学家利用番茄Beta突变体的研究[6]表明，

该突变体果实“后熟”期间番茄红素水平明显低于野生型，进一步研究发现这种突

变表型是由于第6染色体上编码番茄红素β-环化酶的LcyB基因高表达所致，即

番茄红素环化反应增强，大量转变生成β-胡萝卜素了.迄今尚无番茄中LcyB基因

启动子研究的有关报道.

一些小的双链RNA可以高效、特异地阻断体内特定基因表达，使特异mRNA降

解，诱使细胞表现出特定基因缺失的表型，这一过程称为双链RNA干扰(