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番茄红素是植物类胡萝卜素生物合成途径的中间产物,具有极强的抗氧化功能。作为一种天然的功能性色素,番茄红素具有预防多种疾病的生理功能,但人体自身无法合成番茄红素,必须从饮食中摄取。因此研究高番茄红素积累种质中番茄红素积累机制具有十分重要的意义。胡颓子科胡颓子属植物秋橄榄(Elaeagnus umbellata Thunb.)成熟果实中番茄红素含量较高,是成熟番茄果实的5-8倍。实验室前期对秋橄榄果实成熟过程中类胡萝卜素合成代谢过程相关酶基因的时空表达进行了分析,发现番茄红素合成上游合成酶八氢番茄红素合成酶(EutPSY)基因的表达随着果实的成熟显著上调,与青果相比,成熟秋橄榄果实中EutPSY的表达上升了约3倍,推测EutPSY在秋橄榄果实高积累番茄红素中起着重要的作用。本论文在实验室前期获得的EutPSY超表达株系T1代番茄种子基础上,以T3代转基因番茄为试材,研究EutPSY在番茄红素积累中的功效,研究主要结果如下:1.利用高效液相色谱(HPLC)法测定成熟果实中番茄红素和β-类胡萝卜素含量,发现与野生型相比,EutPSY超表达株系成熟果实中番茄红素的含量极显著上升(P<0.01),β-胡萝卜素也有显著增加(P<0.05),α-胡萝卜素含量无显著变化,表明番茄果实特异性超表达EutPSY能够极显著地促进转基因成熟果实中番茄红素的积累。2.利用qRT-PCR技术分析成熟果实中类胡萝卜素合成代谢途径相关酶基因、乙烯合成、感受及反应基因以及调控果实成熟相关基因的表达。成熟果实中外源基因EutPSY的超表达能够以正反馈调节的方式促进下游SlLCY-b和SlCYCB的表达,从而促使番茄红素代谢流进入β-分支途径;同时抑制SlLCY-e的表达,从而减少α-分支途径类胡萝卜素的生成。乙烯合成途径中4个酶基因(SlACS2、SlACS4、SlACO1和SlACO3)、乙烯受体2个酶基因(SlNR/ERT3和SlERT4)和乙烯响应基因(SlE4和SlE8)的表达均极显著(P<0.01)下调,表明番超表达EutPSY能够降低果实乙烯的生物合成及信号转导。多聚半乳糖醛酸酶基因家族中SlPG2a的表达极显著(P<0.01)下调和转基因番茄果实成熟期的延迟,证实超表达EutPSY能够抑制果实的成熟。3.克隆了EutPSY基因组DNA序列全长,EutPSY基因组DNA序列全长为2964 bp,其中含有6个外显子和5个内含子。4.利用染色体步移技术克隆出EutPSY启动子片段1072 bp,并根据乙烯响应元件ERE和赤霉素响应元件GARE-motif的分布,分别克隆EutPSY启动子不同长度的片段:A1(0-427 nt)、A2(0-973 nt)和A3(0-1072 nt);构建EutPSY启动子片段缺失分析载体,并转化拟南芥,获得转基因拟南芥株系。