超表达牛奶子 EutPDS 提高番茄果实番茄红素含量

目的牛奶子果实中富含番茄红素，八氢番茄红素脱氢酶（PDS）是番茄红素生物合成上游的重要酶。特异性超表达牛奶子 EutPDS 基因（GenBank登录号：GQ254067），以期提高番茄果实中的番茄红素含量。 方法通过RT-PCR方法从牛奶子果实中分离 EutPDS 基因cDNA及基因组全长，Southern杂交分析基因的拷贝数，专用软件分析此基因及蛋白结构。采用番茄2A11启动子构建果实特异性超表达载体，转化根瘤农杆菌GV3101后，借助农杆菌介导的叶盘法转化至'中蔬四号'番茄。半定量RT-PCR检测转基因植株果实 EutPDS 基因的表达，高效液相色谱仪、实时定量PCR分别用于分析转基因番茄果实主要类胡萝卜素组分含量和内源类胡萝卜素代谢相关基因表达的变化。 结果从牛奶子中克隆的 EutPDS 基因长度为1 920 bp，含有1 749 bp ORF。其基因组序列无内含子，单拷贝。 EutPDS 编码1个582个氨基酸的蛋白，该蛋白与其他植物PDS有很高的同源性，具有典型的二核苷酸结合域、类胡萝卜素结合域。采用农杆菌介导方法转化番茄叶盘，PCR检测，潮霉素筛选，成功获得了2个 EutPDS 转基因番茄株系，其果实颜色较对照更红。半定量分析显示外源 EutPDS 基因在转基因番茄果实中超表达，实时定量PCR分析表明番茄红素生物合成上游2个内源基因 SlPSY 和 SlZDS 受影响显著上调，同时1个下游基因 SlLCY-e 的表达则显著下调，使得转基因番茄果实中番茄红素含量为野生型的2倍，但 β -胡萝卜素含量无显著变化。 结论在番茄果实中特异性超表达牛奶子 EutPDS 基因可有效促进番茄果实中番茄红素的合成和积累。