三角褐指藻岩藻黄素合成途径及其关键基因对高光照的响应

• 作者: 万霞 张南南 杨之帆 罗玲 陈卓 黄凤洪 龚阳敏
• 来源期刊: 中国油料作物学报
• 学科: 生物学
• 关键词: 高光照 三角褐指藻 岩藻黄素 转录本丰度
• 年，卷（期）: 2017,（1）
• 所属期刊栏目: 特种油料生物
• 页码范围: 128-136
• 页数: 9页
• 分类号: Q949.2
• 字数: 4936字
• 语种: 中文
• DOI: 10.7505/j.issn.1007-9084.2017.01.020

摘要

以三角褐指藻为材料,以岩藻黄素的合成途径中主要的六个酶:八氢番茄红素合成酶、八氢番茄红素脱氢酶、ζ-胡萝卜素脱氢酶、胡萝卜素异构酶、番茄红素β-环化酶和玉米黄素环氧酶为研究对象,研究高光照胁迫对三角褐指藻岩藻黄素合成代谢途径中关键基因表达量以及岩藻黄素含量的变化规律.以光照强度为500μE/(m2·s),分别照射处理三角褐指藻3h、6h、12h,采用HPLC对岩藻黄素含量进行定量分析.随着光照时间的延长,岩藻黄素含量呈现先上升后下降的趋势;高光照6h样品中岩藻黄素含量为1.85mg·gDW-1(dry cell weight),比高光照0h对照组中岩藻黄素含量增加了2.16倍.qRT-PCR分析结果表明玉米黄素环氧酶基因zep1和八氢番茄红素合成酶基因pys转录本在高光照胁迫6h时丰度最高,与对照组相比提高了近2倍,基因表达量的变化表现出与岩藻黄素含量变化相一致的趋势.高光照处理3h后,胡萝卜素异构酶基因crtiso3、八氢番茄红素脱氢酶基因pds、ζ-胡萝卜素脱氢酶基因zds的表达水平相比于对照组明显降低,表现出应对高光照胁迫的快速响应;番茄红素β-环化酶基因lcyb、胡萝卜素异构酶基因crtiso1的表达水平则在高光照处理12h后明显提高;与zep1和pys相比,lcyb和crtiso1基因的表达对高光照胁迫处理的响应时间要滞后至少6h.本研究揭示了高光照胁迫处理下三角褐指藻中岩藻黄素含量及其合成途径中关键基因的表达模式,表明zep1和pys基因表达水平与岩藻黄素合成量之间存在明显的线性关系.