大豆查爾酮還原酶基因CHR1的功能研究

吳楠,王丕武,李丹,代力強,鄭成忠,盧實,才源,張卓,曲靜,夏海豐,2

1. 吉林農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院,長春 130118;

2. 通化市農(nóng)業(yè)科學研究院,梅河口 135000

大豆苷元是大豆異黃酮(Soybean Isoflavone)的主要成分之一[1],在大豆(Glycine max)苗期胚軸中含量最高,可達到異黃酮含量的 30%; 同時也是大豆中重要的生理活性物質(zhì),可以提高大豆對致病菌類微生物的抗性[2,3]。現(xiàn)代醫(yī)學研究表明,大豆苷元同樣可以調(diào)節(jié)人體的多項生理功能,具有預防和治療心腦血管疾病、預防乳腺癌和激素依賴性腫瘤[4]以及骨質(zhì)疏松[5]和雌激素樣[6]等。因此,利用分子生物學手段研究大豆苷元合成及調(diào)控具有重要的意義。

查爾酮還原酶 (Chalcone reductase,CHR)是大豆苷元合成的關(guān)鍵酶之一。CHR能與查爾酮合成酶(Chalcone synthesis,CHS)聯(lián)合作用催化合成異甘草素[7],其是合成大豆苷元必要的前體化合物。劉江等[8]從栽培大豆中克隆得到第14號染色體上一個編碼大豆查爾酮還原酶的 GmCHR,并通過與豆科中其他查爾酮還原酶基因相比可知,CHR在豆科植物基因組中以多基因形式共同存在,并能夠聯(lián)合調(diào)節(jié)合成異甘草素,因此,對不同類型的 CHR進行分析有助于明確其在催化過程中的效率及相互調(diào)控關(guān)系。

RNA干擾(RNA interference,RNAi)是指利用小的雙鏈RNA高效特異阻斷特定基因的表達,使其在轉(zhuǎn)錄后水平上促使mRNA降解,達到基因沉默的效果,進而確定該基因的功能。本文構(gòu)建了大豆查爾酮還原酶基因1(CHR1)的RNAi植物表達載體[9]并轉(zhuǎn)化大豆,通過對轉(zhuǎn)基因大豆中 CHR1的表達量及其催化產(chǎn)物的檢測,分析 CHR1對大豆苷元合成的影響,初步驗證 CHR1的催化功能與效率,為利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)提高大豆苷元含量、改良大豆的抗病性[10]提供了理論依據(jù),并為 CHR1在基因工程中的高效利用奠定了基礎。……