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维生素E是一种只能由光合生物包括植物,藻类和一些蓝藻细菌自身合成的一种淡黄色油状物质。它是一种有效地抗氧化分子,可以淬灭单线态氧,清除各种自由基。随着社会的发展,人类需求的不断提高,对维生素E的要求也越来越高,天然维生素E得到更大的重视与需求。通过转基因手段来获取高含量的维生素E,成为当前的重要研究方向。由于人们已经清楚地知道了维生素E的合成途径,了解其中的关键性酶基因的作用。所以人们开始利用分子手段来通过改变植物体内的这些酶基因从而改变植物的生育酚含量。 在生育酚的四种形式中,α-生育酚是抗脂质过氧化最有效的组分也是人体及动物最好吸收的成分。在生育酚的合成途径中,在合成下游有一个基因与α-生育酚的合成有关,就是γ-生育酚甲基转移酶(γ-TMT),它是生育酚生物合成途径中的关键酶,而此基因之前已由本实验室成功转入玉米中,并已申请国家专利。本研究就是对转GmTMT2a基因玉米进行分子鉴定和功能分析,所获结果如下: 1、对回交2代自交4代(BC2F4)和回交2代自交5代(BC2F5)的转GmTMT2a基因玉米幼叶进行PCR检测,得到阳性率结果分别为53.3%和62.8%,BC2F5代较BC2F4代阳性率有提高。 2、利用Southern Blotting法检测了转GmTMT2a基因株系的拷贝数,同时检测了Bar基因的拷贝数。转GmTMT2a基因株系的拷贝数为4~6个,Bar基因的拷贝数为1~3个。 3、利用Real-time PCR检测转GmTMT2a基因玉米植株的mRNA表达水平,结果显示转基因植株中GmTMT2a基因相对表达量在12以上,而在野生型阴性对照中几乎无表达。 4、利用HPLC法测定了转基因植株的生育酚含量。BC2F4代中野生型中的α-维生素E仅为γ-维生素E的22%,转GmTMT2a基因玉米中α-维生素E为γ-维生素E的1.6倍;BC2F5代中野生型中的α-维生素E仅为γ-维生素E的2.6%,转GmTMT2a基因玉米中α-维生素E为γ-维生素E的12倍. 5、转GmTMT2a基因功能分析中,在正常生长条件下,转GmTMT2a基因玉米和野生型植株的H2O2含量无明显差异,干旱处理后,转GmTMT2a基因玉米和野生型植株H2O2含量均有所增加,但转基因植株增加至了正常条件下的1.2倍;而野生型植株增加至约1.8倍。在抗氧化酶活性检测中,只有CAT有明显变化,处理后,转基因植物CAT活性较野生型株系明显提高,约为野生型的4倍。SOD和POD均无明显变化。选取的P5CS、P5CR和TPS三种抗旱基因,利用qRT-PCR检测表达量的变化,结果显示三种基因的表达量都是先下降后上升。