文档介绍：上海交通大学
硕士学位论文
长春花再生体系的建立及g10h、dat基因遗传转化的研究
姓名:袁芳
申请学位级别:硕士
专业:植物学
指导教师:唐克轩
20090201
硕士学位论文
长春花再生体系的建立及
g10h、dat 基因遗传转化的研究
摘要
药用植物长春花(Catharanthus roseus)中含有130余种萜类吲哚生物
碱(Terpenoid indole alkaloids, TIAs),包括长春碱(Vinblastine)、长春新碱
(Vincristine)等重要的抗肿瘤TIAs。但这些TIAs在天然长春花植株中含量
较低,化学结构复杂使其化学人工合成十分困难,因此,仅从天然长春
花植物中提取TIAs不能满足市场需求,使其价格较为昂贵。尽管通过毛
状根和细胞培养系统能产生单萜类吲哚生物碱,但因含量太低且不能产
生最有药用价值的双萜类吲哚生物碱—长春碱和长春新碱而不具有商业
化应用前景。因此,利用代谢工程提高植物生物碱含量和改变生物碱组
成成份对商业化生产生物碱是非常必要的。
本研究建立了适合于遗传转化的长春花再生体系,为了提高TIAs的
含量,并在长春花中过量表达TIAs生物合成途径中的关键基因 g10h 和
dat。本研究得到了如下结果:
(1) 建立了高效的长春花下胚轴再生体系。
(2) 构建了含 TIAs 生物合成关键酶基因 g10h 或 dat 的单元或双
元植物表达载体(pCAMBIA2300-g10h, pCAMBIA2300-g10h-dat)。
(3) 采用农杆菌介导法转化长春花下胚轴,获得了 19 株转 g10h 基因
I
硕士学位论文
的长春花、25 株共转 g10h 和 dat 基因的长春花。
(4) Real-time PCR分析结果表明外源DNA整合到长春花基因组中。
关键词:长春花,TIAs, 再生体系,过量表达,关键基因
II
硕士学位论文
THE RESEARCH OF PLANT REGENERATION SYSTEM
AND IC TRANSFORMATION OF G10H、DAT GENE
IN CATHARANTHUS ROSEUS
ABSTRACT
Catharanthus roseus contains a group of about 130 terpenoid indole
alkaloids (TIAs). Many TIAs are true pounds for drug development,
including mercially important cytotoxic dimeric alkaloids;
vinblastine and vincristine are utilized in a number of different cancer
chemotherapies. Most of these TIAs are produced at low levels in the natural
plants and are difficult to be chemically synthesized due to plex
structures. Hairy root culture system and cell culture system offer promising
alternatives for the production of these valuable alkaloids. Although
transgenic hairy roots and cell cultures can produce a number of TIAs, they
seldom produce the most valuable dimeric alkaloids, vinblastine and
vincristine,only monomeric alkaloid can be produced in cell and tissue
cultures, but at levels too low mercialization. Metabolic engineering
offers one of the most promising approaches for improving the product
composition and in