AtDXS和AtDXR共表达对烟草萜类代谢产物的影响

1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合酶(1-deoxy-D-xylulose-5-phosphate synthase,DXS)和1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸还原异构酶(1-deoxy-D-xylulose-5-phosphate reductoisomerase,DXR)分别是萜类化合物前体物质脱氧木酮糖-5-磷酸(1-deoxy-D-xylulose-5-phosphate pathway,DXP)合成途径的第1个和第2个限速酶,在烟草(Nicotiana tabacum)次生代谢过程中发挥着重要的调控作用.本研究以拟南芥(Arabidopsis thaliana)DXS和DXR基因为基础,选择目前植物基因表达最常用的启动子CaMV 35S(35S-promoter,originated from Cauliflower mosaic virus)和终止子NOS(nopaline synthase-terminator,derived from Agrobacterium tumefaciens),人工合成全基因序列DXS-NOS和35S-DXR,构建共表达载体pSH737-DXS-DXR,通过农杆菌(Agrobacterium tumefacien)介导的遗传转化,成功获得DXS和DXR共表达的烟草转基因植株.通过GUS化学活性测定、PCR和Southern blot检测,证明该融合基因已成功导入烟草再生植株基因组并获得表达.RT-PCR检测结果显示,转基因植株的DXS基因表达较对照显著增加(P<0.05).GC-MS测定结果表明,转基因植株的新植二烯和腺毛分泌物均较对照有不同程度的增加(P<0.05).本研究利用遗传改良技术为烟草育种提供了研究材料,为进一步利用代谢工程手段调控烟草萜类物质的生物合成提供参考依据.