苦蘵PDS基因VIGS载体的构建文献综述
摘要:病毒诱导的基因沉默是通过病毒携带靶基因的片段在侵染植物后,能够诱导植物内源(靶)基因的表达沉默,可在转录水平和翻译水平抑制靶基因的表达,进而形成植物表型或生理指标上的明细变化,通过对差异变化的检测和分析可以用于目标基因的功能研究。本实验运用创新的基因沉默技术在苦蘵上构建关于PDS基因的技术平台。有助于鉴定药效成分合成代谢中的主效基因,明确合成途径。
关键词:苦蘵; 基因沉默;种子萌发;过表达载体;定量PCR;
- 文献综述
1.概述
苦蘵,茄科(Solanaceae)酸浆属(Physalis L.)植物,别名灯笼果、黄姑娘等,是一种一年生的草本植物,常生于海拔在500-1000米,在我国广泛分布于华东、华中、华南及西南地区。苦蘵以果、根或全草入药,夏秋采集,鲜用或干用,具有清热,利尿,解毒之功,民间用于治疗膀胱炎和疝气等病[1]。近年来消费者更重视健康和养生,因此苦蘵越来越受到市场的追捧,这也要求我们需要对酸浆属植物开展相关研究。国内外目前对酸浆属植物药用化学成分的研究很多, 工作主要为利用化学萃取不同组分的方法分离鉴定了多种甾体类、甾醇类、有机酸、多糖、黄酮苷类化合物并对其药效活性进行了检测,发现具有较好的抗炎、抗菌杀虫、免疫调节等作用[2]。近几年对该属植物苦蘵的化学成分及药理活性开展了研究工作,已报道从中分离得到一系列酸浆苦素类(Physalin)化合物以及睡茄内酯类(Withanolide)。酸浆苦素类化合物经鉴定发现具有较高的抗肿瘤活性,也有研究表明酸浆苦素可能是新型抗生素及抗炎药物的前体活性结构,这引起了各国学者的高度重视[3-6]。为更深入地研究苦蘵药效次生代谢产物的药效及其作用机理,需要阐明其生源代谢合成途径。苦蘵作为茄科的一年生草本植物,生长周期较短,种植条件要求较低,株高较小,全株皆可入药,圆盘状种子子代多,容易发现突变表型的子代。近期苦蘵的全基因序列草图已接近完成,基因组序列信息是开展分子生物学研究的基础和捷径, 能后期全基因组功能研究提供重要的参考依据[7-8]。苦蘵基因组的测序完成将极大地推进该物种的分子生物学研究, 为酸浆苦味素类化合物代谢合成途径的研究奠定基础。将苦蘵作为茄科药用植物研究中的模式植物,其模式生物研究也会对其它药用植物带来极大的技术支持和借鉴。
病毒诱导的基因沉默(virus induced gene silencing,VIGS)是通过病毒携带靶基因的片段在侵染植物后,能够诱导植物内源(靶)基因的表达沉默,可在转录水平和翻译水平抑制靶基因的表达,进而形成植物表型或生理指标上的明细变化,通过对差异变化的检测和分析可以用于目标基因的功能研究[9-11]。
2.苦蘵种子萌发方案优化
种子是苦蘵生产的重要保障,只有品种优良和高活力的种子,才能为获得优质苦蘵提供良好条件。本实验通过对苦蘵种子进行不同处理,探究提升种子活力的有效试剂。有些植物需要低温条件,才能促进花芽形成和花器发育,这一过程叫做春化阶段。本实验通过化学试剂的处理以结束植物的春化阶段,促进其萌发生长。本实验主要通过对利用试剂:PEG、KNO3-1、DMSO,寻找最合适的种子萌发方案。聚乙二醇 (PEG) 是一种高分子渗透剂 ,PEG溶液浸种可降低种子萌发初时的吸水速度 ,使种子达到一定程度的吸胀 ,促进其在萌发前对膜系统进行修复,可提高种子活力和幼苗的抗逆性。KNO3-1对一些感光性种子的萌发有促进作用,可代替部分光照作用,增强种子萌发的代谢基础。DMSO促进种子内物质的外渗,从而促进种子内外物质交换,促进呼吸的加强。
通过对一下指标进行统计,确定使苦蘵种子萌发的最佳方案。
发芽率( %) = (第 5日发芽种子数/ 供试种子数) times;100 %。
子叶平展率(%) = (子叶平展幼苗数/ 供试种子数) times;100%。
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