秋橄榄果实积累番茄红素关键基因的功能研究

番茄红素是价值极高的抗氧化物质和天然功能色素。野生资源秋橄榄（Elaeagnus umbellate Thunb.）果实中番茄红素含量相当于普通番茄的5～18倍，具有较高的营养和药用价值。根据秋橄榄果实成熟过程中类胡萝卜素组分含量的变化和类胡萝卜素合成相关基因的表达，认为八氢番茄红素合成酶（PSY）、番茄红素-ε-环化酶（LCY-e）分别是番茄红素上游合成、下游代谢的候选关键基因，可能是导致秋橄榄番茄红素含量显著比番茄高的主要原因。本项目拟通过比较秋橄榄和番茄果实PSY酶动力学特征，并借助转基因技术将秋橄榄的Psy基因转化到番茄果实特异性超表达、抑制番茄果实中的Lcy-e表达，来进一步确定两个基因在秋橄榄番茄红素合成中的功能。以期为可食性和医用番茄红素的生物反应器生产提供关键功能基因和元件。

番茄红素是价值极高的抗氧化物质和天然功能色素。野生资源秋橄榄（Elaeagnus umbellate Thunb.）果实中番茄红素含量相当于普通番茄的5～18倍。根据秋橄榄果实成熟过程中类胡萝卜素组分含量的变化和类胡萝卜素合成相关基因的表达，认为八氢番茄红素合成酶（PSY）、番茄红素-ε-环化酶（LCY-e）分别是番茄红素上游合成、下游代谢的候选关键基因，可能是导致秋橄榄番茄红素含量显著比番茄高的主要原因。本项目借助转基因技术将秋橄榄的EutPsy基因转化到番茄果实特异性超表达、抑制番茄果实中的SlLcy-e表达，进一步确定了两个基因在秋橄榄番茄红素合成中的重要功能。. 此外，利用cDNA末端快速扩增技术克隆获得秋橄榄脲苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（EutUGP）基因的全长。EutUGP基因全长1745 bp，包含1个1431 bp的开放阅读框，编码476个氨基酸。EutUGP基因DNA水平全长6221 bp，包含18个内含子。利用染色体步移技术获得EutUGP基因的启动子序列953 bp，其中包含2个蔗糖应答元件等多种顺式作用元件。秋橄榄果实异戊烯焦磷酸异构酶（EutIPI）基因长1185 bp，具有1个705 bp的完整开放读码框，编码235个氨基酸。用实时定量PCR法分析了EutIPI在果实成熟过程中四个时期的表达变化，发现其在红果期显著上调2倍，共转化实验证实了其催化功能，可能与秋橄榄果实中番茄红素的大量积累有关。. 本项目组成员共发表学术论文3篇，其中2篇为SCI索引论文（1篇为I区）；培养研究生3名。完成预计指标。