【摘 要】
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谷胱甘肽(GSH)是一种有益于人体健康的抗氧化物质,在食品工业中有着广泛的应用,如作为保健品、食品添加剂等,还可以作为药物治疗某些疾病。而水稻是世界性的经济作物,是大部
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谷胱甘肽(GSH)是一种有益于人体健康的抗氧化物质,在食品工业中有着广泛的应用,如作为保健品、食品添加剂等,还可以作为药物治疗某些疾病。而水稻是世界性的经济作物,是大部分地区的主食,提高稻米中的营养物质是食品领域中的重点。GSH是一种植物或动物的应激性代谢产物,正常状态下的植物体内的GSH水平是不高的,本文欲通过遗传改造提高水稻中的GSH含量。本文第二部分针对CATB、CATC各设计了2个靶点,通过酶切、连接将启动子、g RNA与接头靶点连在一起,再通过巢式PCR大量扩增正确的连接产物,又称g RNA表达盒,最后再经过酶切、连接等步骤将g RNA表达盒与PYLCRISPR/Cas9连接,构建了CRISPR/Cas9Pubi∷Os U∷CATC/CATB敲除载体。并且筛选出了6棵含Cas9的T0代阳性苗,阳性苗测序结果显示出植株出现了单个碱基缺失、插入、替换,和部分片缺失等多种突变,6棵T0代阳性苗的CAT酶活都显著下降。本文成功将CRISPR/Cas9多靶点敲除系统成功应用在水稻中,获得了打靶成功的阳性水稻植株,为提高水稻中GSH的含量的研究提供了基础材料。同GSH一样,抗坏血酸(ASC/ASA,又称Vc)也是人体所必需的重要营养物质。其在制药,食品,饮料和化妆品行业中被广泛用作药物或营养素,同时,ASC的水平与植物中的抗胁迫能力也息息相关。单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)是ASC循环再生途径的重要酶,能将单脱氢抗坏血酸(MDHA)还原为ASC。猕猴桃有Vc之王的著称,猕猴桃基因组测序结果中显示有7个潜在的编码MDHAR的基因且功能尚不清楚的潜在基因。因此本文第三章欲分析猕猴桃MDHAR的功能,以便进一步通过遗传改造提高猕猴桃中的抗氧化剂ASC含量。模式植物拟南芥的生周期短,遗传材料较容易获得,于是本文以过表达了MDHAR1、MDHAR2、MDHAR3、MDHAR5、MDHAR6和MDHAR7的转基因拟南芥为研究对象,结果表明MDHAR1、MDHAR2、MDHAR5、MDHAR7都具有MDHAR酶活功能,促进了ASC的合成,其中过表达了MDHAR2的M2-1、M2-3转基因株系的酶活和ASC增加的水平最为显著,MDHAR2的过表达还增强了转基因株系对盐的抗性,这些为通过遗传改造提高猕猴桃或者果蔬中ASC含量提供了理论基础。
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