文心蘭類胡蘿蔔色素生合成相關基因選殖與功能性分析
Other Title
Cloning and Functional Characterization of Carotenogenic Genes of Oncidium Gower Ramsey
Journal
國立屏東科技大學熱帶農業暨國際合作系所博士論文
Pages
1-137
Date Issued
2012
Author(s)
Abstract
「南西」品種文心蘭(Oncidium Gower Ramsey)由於其花朵主要累積氧化態的胡蘿蔔素-9’順式堇黃質素(9’ cis-vaolaxanthin)而具有明亮的黃顏色，是一種具有高經濟價值的全球性切花。我們選殖了八氫番茄紅素聚合酶 (phytoene synthase, PSY)、八氫番茄紅素去氫酶 (phytoene desaturase, PDS)及ζ 胡蘿蔔素去氫酶 (ζ -cartoene desaturase, ZDS)等3個胡蘿蔔素生合成路徑中重要的關鍵酵素。這3個酵素分別具有412、531及563個氨基酸。
此外，當轉殖35S::OncPSY於煙草進行異體表現（ectopic expression）時，造成包括矮化、葉片畸形及花朵顏色變淡等數種嚴重的外表型改變；當異體表現35S::OncZDS時，轉基因煙草植株也會造成葉片畸形及增加總胡蘿蔔素含量；而異體表現35S::OncPDS的煙草植株卻無明顯的外表型改變。
我們也研究了11個涉及胡蘿蔔素生合成的主要基因對光的反應。利用即時定量PCR技術 (real-time PCR)進行不同光質條件下，不同基因的表現情形。研究資料顯示，白光處理下OncPSY、OncLCYb及OncNCED受到正調節 (up-regulated)但是對多數基因，包括OncPDS, OncZDS, OncCrtISO, OncLCYe, OncCHYB, OncZEP, OncCCD1及OncSDR受到負調節 (down-regulated)。紅光可以增強OncPSY, OncLCYb, OncLCYe 及OncCCD1的表現量，紫外光可以增進OncPSY, OncPDS, OncLCYb, OncZEP及OncNCED等基因的表現量；而OncCHYB和OncSDR在所有組織中，以及OncLCYe在花朵中的表現量較低；OncPSY在花朵及葉片中具有高表現量，在而根部較少。另外，我們也選殖分析了OncPSY的啟動子(promoter)，此區域除了具有許多光反應因子 (light-responsive elements)，像是G盒 (G-box)、I盒 (I-box)、GT-1基序 (GT-1 motif)、GAG基序 (GAG-motif)及H盒 (H-box)外，也具有2個順式調節因子（cis-regulator elements），TATA盒 (TATA box)及CAAT盒 (CAAT box)。
我們對於光線調節胡蘿蔔素生合成及啟動子的研究結果或許可以對如何操控胡蘿蔔素含量及生產高品質「南西」文心蘭切花有所助益。
Subjects
文心蘭
胡蘿蔔素
色素定量分析
功能性分析
異體表達
光質
oncidium gower ramsey
carotenoids
pigment quantification
functional analysis
ectopic expression
light quality
Publisher
國立屏東科技大學
Type
thesis