能源高粱幾種重要功能基因(SbHLH1,SbLIM1)的研究.pdf

1、隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展導(dǎo)致世界范圍內(nèi)的能源日益短缺，各個(gè)國(guó)家均不同程度的面臨著能源危機(jī)，我國(guó)的形勢(shì)更為嚴(yán)峻。大力發(fā)展生物能源，特別是纖維素乙醇產(chǎn)業(yè)是解決這一問(wèn)題的出路之一。高粱具多重抗逆性，適應(yīng)性強(qiáng)，是一種理想的能源作物。降低植物細(xì)胞壁中木質(zhì)素的含量可極大的提高木質(zhì)纖維素的酶解效率，增加乙醇產(chǎn)量，降低成本。高粱褐色中脈突變體(bmr)具有低木質(zhì)素含量，是探討植物木質(zhì)素合成調(diào)控機(jī)理的好材料。
　　 本文分析了9種bmr突變體5葉期葉片

2、，7葉期葉片以及7葉期莖稈的總木質(zhì)素含量，bmr表型及SbLIM1等基因的表達(dá)。發(fā)現(xiàn)各個(gè)突變系的表現(xiàn)差異較大，很可能在遺傳學(xué)上并不等位，其木質(zhì)素含量與bmr的表型的出現(xiàn)時(shí)期、表現(xiàn)程度并不嚴(yán)格一致，SbLIM1的表達(dá)水平與其葉片中的木質(zhì)素含量明顯相關(guān)。
　　 SbHLH1基因產(chǎn)物的亞細(xì)胞定位在細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞膜。在擬南芥中過(guò)表達(dá)SbHLH1后，MYB46、MYB83、MYB63以及F5H(AT5G04330.1)的表達(dá)上調(diào)，其

3、他基因并無(wú)明顯差異。說(shuō)明高粱的SbHLH1轉(zhuǎn)錄因子可能通過(guò)與NST/MYB所不同的機(jī)制調(diào)節(jié)木質(zhì)素合成的總量，但卻以相似的機(jī)理調(diào)節(jié)F5H的活性，從而影響木質(zhì)素的組成;過(guò)表達(dá)植株的總黃酮含量顯著降低但花色素含量變化不大。SbHLH1過(guò)表達(dá)擬南芥植株的發(fā)育除了有倒伏外未出現(xiàn)明顯的變化。
　　 SbLIM1基因在有些bmr突變體中呈上調(diào)表達(dá)。AtLIM1突變的總木質(zhì)素含量明顯低于對(duì)照。擬南芥SbHLH1過(guò)表達(dá)植株木質(zhì)素含量下降，其AtL

4、IM1的表達(dá)量明顯上調(diào)，說(shuō)明AtLIM1基因可能受到SbHLH1的調(diào)控。
　　 本文也從DNA序列特征上分析了三種貴州特種高粱（紅櫻子、丹寨、凱里）四個(gè)重要功能基因編碼區(qū)及啟動(dòng)子序列(耐澇基因SbSUB，莖桿糖積累相關(guān)的乙烯受體基因SbSBER，耐逆基因SbSRO及木質(zhì)素合成相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子SbLIM)與已經(jīng)測(cè)序的高粱BT×623的差異，發(fā)現(xiàn)其基因的編碼區(qū)及啟動(dòng)子區(qū)存在多個(gè)SNP及INDEL變異(SbSUB，SbSBER，SbLI