TePDS1基因功能番茄遗传转化分析

王瑞鹏 冯国栋 徐焕焕 王莹莹 张恩启 牛向丽

摘要 根据万寿菊转录组测序分析结果克隆PDS基因（TePDS1），并构建植物表达载体，利用农杆菌介导法将TePDS1进行番茄遗传转化。试验结果显示，TePDS1已整合于番茄基因组中，获得了表达万寿菊PDS基因的番茄植株，且转化番茄果实中的番茄红素含量明显高于野生型，表明TePDS1基因具有功能活性，可用于提高植物果实中色素含量。

关键词 万寿菊;八氢番茄红素脱氢酶;番茄;遗传转化;番茄红素

中图分类号 Q943.2文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2019）22-0107-04

Abstract In this study， PDS gene （TePDS1） was cloned according to the transcriptome sequencing analysis of Tagetes erecta， and the plant expression vector of TePDS1 was constructed for transformation by Agrobacteriummediated method. The results showed that TePDS1 had been integrated into tomato genome， and tomato plants expressing marigold PDS gene were obtained. The content of lycopene in transformed tomato fruits was significantly higher than that of wild type， which suggested that TePDS1 had functional activity and could be applied for improvement of pigment content in fruits.

Key words Tagetes erecta;Phytoene desaturase;Tomato;Genetic transformation;Lycopene

类胡萝卜素是一类重要的天然色素的总称，属于萜类有机化合物[1]。迄今，被发现的天然类胡萝卜素已达600多种，对人体营养有意义的有40～50种[2]。番茄红素（lycopene）是类胡萝卜素的一种，也是这一生物合成途径中的上游产物。植物中类胡萝卜素生物合成途径为：两分子的牻牛儿基焦磷酸（geranylgeranyl diphosphate，GGPP）在八氢番茄红素合成酶（phytoene synthase，PSY）作用下缩合产生八氢番茄红素，八氢番茄红素经由八氢番茄红素脱氢酶（phytoene desaturas，PDS）等酶的共同作用生成番茄红素[3]。因此，PDS是类胡萝卜素合成途径的关键酶之一[4]。随着人们对八氢番茄红素脱氢酶关注度的提高，编码PDS的基因序列也从蓝细菌、藻类和高等模式植物中进行了克隆分离[5]，进而对其序列特征以及它们在类胡萝卜素合成途径、光保护中的作用進行了研究，期望能将不同来源的PDS基因用于作物色素营养品质改良。

万寿菊（Tagetes erecta）为菊科万寿菊属一年生草本植物，原产于墨西哥及中美洲[6]，具有易于栽培、花形大且绚丽多彩，植株能够较强吸收二氧化硫等特点[7-9]，是观赏和绿化花卉之一。……