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甜瓜13-脂氧合酶CmLOX18在果实中,,可能参与C6挥发性物质的合成

发布时间: 2022-04-08 08:25:34 浏览:

材料与方法: 以薄皮甜瓜‘玉美人’(Cucumis melo var. makuwa Makino)为试材,通过酿酒酵母真核表达系对CmLOX18重组蛋白进行异源表达,并纯化重组体蛋白,测定纯化蛋白的酶学特性;通过高效液相色谱法(HPLC)对CmLOX18重组体蛋白的催化生成产物进行研究,确定CmLOX18蛋白的催化特性;通过聚乙二醇(PEG)介导法,将CmLOX18转入拟南芥原生质体中,对CmLOX18进行亚细胞定位。通过Gateway技术将CmLOX18转入植物超表达载体中,利用农杆菌介导法,将甜瓜CmLOX18转入‘中蔬6号’番茄中,利用PCR、Southern blot、western blot 以及活体荧光成像仪鉴定T0代转基因植株;通过实时荧光定量技术检测T1代转基因果实中CmLOX18、SlHPL和番茄LOXs基因家族成员的表达水平;利用气质联用仪(GC-MS)对T1代转基因果实挥发性物质含量进行检测。

结果与分析: (1)通过酵母真核表达系统,获得CmLOX18重组蛋白,酶活性最高出现在30 °C,pH 4.5缓存液中;重组蛋白CmLOX18的酶动力学参数检测发现米氏常数Km值在以亚油酸(linoleic acid,LA)为底物时,显著高于亚麻酸(linolenic acid,LeA);两种底物比较,酶促反应最大速度Vmax值,亚油酸约是亚麻酸的4倍,因此,亚油酸是CmLOX18的最适底物; 液相色谱(HPLC)分析表明,CmLOX18酶促反应产物为13S-HPOD,因此确定CmLOX18为13S-LOX类型。(2)亚细胞定位结果表明,CmLOX18定位于植物的非叶绿体细胞器中。(3)T1 代转基因果实中,甜瓜CmLOX18转入引起了番茄SlHPL基因表达水平显著高于野生型,但是并未引起番茄内源LOX基因家族成员基因表达水平的显著改变;转基因植株果实正己醛、反-3-己烯醛和反-3-己烯-1-醇等C6香气物质含量显著高于野生型番茄; C5化合物(1-戊醇和1-戊烯-3-酮)在野生型和转基因果实中并无显著差异。这些结果表明,转基因果实中C6挥发性物质的升高,是由于甜瓜CmLOX18导入和SlHPL基因表达水平升高引起的,CmLOX18可能通过 hydroperoxide lyase (HPL)分支途径参与C6香气物质的合成。

结    论: 明确了甜瓜CmLOX18的生化特性,即蛋白酶最适催化温度为30 ℃,最适 pH 值为4. 5,催化产物为 13­氢过氧化物;定位于非叶绿体中的 CmLOX18参与果实中正己醛、反-3-己烯醛和反-3-己烯-1-醇等C6香气物质的合成。

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