徐焕焕, 冯国栋, 王瑞鹏, 张恩启, 黄胜雄, 牛向丽

(合肥工业大学 食品与生物工程学院,安徽 合肥 230601)

万寿菊(TageteserectaL.)又称蜂窝菊、臭芙蓉等,属双子叶植物纲菊目菊科万寿菊属一年生草本植物[1-4]。万寿菊花色绚烂,呈现黄色至橙红色,主要是由于色素成分的含量不同,但都富含类胡萝卜素。类胡萝卜素作为维生素A的前体,是人体中重要的营养成分之一。流行病学研究表明,每日摄取一定量的类胡萝卜素能够有效预防癌症、心脏病、白内障等慢性退行性疾病[5-6]。因此,万寿菊具备了观赏、食用和药用等价值,成为提取天然色素的优选材料[7-10]。

在高等植物中,类胡萝卜素主要在质体中合成,两分子的牻牛儿基焦磷酸(Geranylgeranyl diphosphate,GGPP)在一系列的酶催化作用下,生成番茄红素、β-胡萝卜素、叶黄素、玉米黄素、紫黄质和新黄质等类胡萝卜素成分[11-14]。番茄红素β-环化酶(lycopene beta cyclase,LCYB)是类胡萝卜素合成途径中6种主要合成酶之一,它将番茄红素转化为α、β-胡萝卜素,从而呈现出黄色[15-18]。1995年,LCYB基因从拟南芥中分离得到,并被认为是类胡萝卜素合成途径中的一个关键基因[19]。

近年来转基因法因用时短、步骤简便等优点,成为了研究基因功能、培育植物新品种的重要方法。文献[20]利用番茄八氢番茄红素脱氢酶基因启动子使LCYB过表达,使番茄果实褪绿变黄,β-胡萝卜素含量显著提高。本研究利用前期工作中通过万寿菊转录组高通量测序组装、克隆的LCYB基因(命名为TeLCYB),进行植物表达载体的构建、农杆菌介导法番茄遗传转化,探讨万寿菊TeLCYB基因功能活性和改良果实色素品质的潜力。……