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大豆子粒发育过程中异黄酮合成相关酶基因的表达模式与异黄酮积累的相关分析
  • ISSN号:1672-1810
  • 期刊名称:植物遗传资源学报
  • 时间:2014
  • 页码:1295-1304
  • 分类:Q786[生物学—分子生物学]
  • 作者机构:[1]中国农业科学院作物科学研究所/农业部大豆生物学重点实验室,北京100081
  • 相关基金:转基因重大专项(2011ZX08004-003); 科技支撑计划(2011BAD35B06-3); 国家自然科学基金(31171576); 中国农业科学院作物科学研究所中央级公益性科研院所基本科研业务费(2014JB01-003); 中国农业科学院科技创新工程
  • 相关项目:控制大豆异黄酮主要组分的QTL标记定位
中文摘要:

利用高效液相色谱法和实时定量PCR方法,分别测定了2个异黄酮含量显著差异的大豆品种鲁黑豆2号(LHD2)和南汇早黑豆(NHZ)在子粒发育过程中的异黄酮含量变化以及异黄酮合成相关酶基因的表达模式变化,试图分析异黄酮积累与各基因表达量变化的相关关系。结果表明在大豆子粒发育过程中,异黄酮含量逐渐升高,而不同异黄酮合成相关酶基因的表达趋势不同,CHS7、CHS8、CHR、CHI1A和IFS2的表达趋势与异黄酮积累模式基本一致,而IFS1和CHI1B1的表达趋势与异黄酮积累模式相反。IFR的表达模式在2个大豆品种中存在相反的趋势,在LHD2中与异黄酮组分积累趋势相反,而在NHZ中与异黄酮组分积累趋势相同。结果还表明,同一基因家族中不同基因在子粒发育过程中的表达量也存在差异。查尔酮合酶基因家族中CHS7和CHS8以及查尔酮异构酶基因家族的CHI1A的表达水平相对其他成员较高,异黄酮合酶基因家族中IFS2的表达量显著高于IFS1的表达量,预示这些基因家族在大豆子粒异黄酮积累过程中存在功能分化。此外,各基因表达模式与异黄酮积累的相关分析结果表明,不同基因表达模式与异黄酮积累的相关性在2个品种中也不尽相同。LHD2中CHS7、CHS8和IFS2在子粒发育过程中的表达量变化与不同异黄酮组分呈显著正相关,CHI1B1基因的表达量变化与不同异黄酮组分呈显著负相关。而在NHZ中,IFR在子粒发育过程中的表达量变化与多个异黄酮组分呈显著正相关。这预示了不同大豆品种异黄酮含量差异的潜在遗传基础。各异黄酮合成相关酶基因表达量变化的相关分析表明,在2个品种中,苯丙氨酸水解酶PAL1与4CL,4CL与CHS2以及CHS1与IFS2基因的表达量均呈现显著正相关。表明这些基因可能通过协同作用共同调控异黄酮的合成与积累。这些结果为今后利用基因工程提高大豆异黄酮含量奠定了基?

英文摘要:

In this study,the HPLC and real-time PCR analyses were used to determine the isoflavone content and relative expression levels of genes encoding isoflavone synthesis relative enzymes during the seed development in two soybean cultivars with significantly different isoflavone content(cv.LHD2 and NHZ),and their correlation was also analyzed.We found that the isoflavone content increased gradually during the development of soybean seeds.In the meanwhile,the expression trends of different isoflavone synthesis relative enzyme genes differed significantly.The expression trends of CHS7,CHS8,CHR,CHI1 A and IFS2 were consistent with isoflavone accumulation,while the expression trends of IFS1 and CHI1B1 were opposite to isoflavone accumulation.The expression trend ofisoflavone reductase(IFR) differed between two cultivars.In LHD2,it was opposite to isoflavone accumulation,while in NHZ,it was consistent with isoflavone accumulation.Our results also demonstrated that different gene members in the same gene family exhibited different expression levels during the seed development.For instance,CHS7 and CHS8 showed higher expression levels than other members in chalcone synthase gene family,as well as the CHI1 A in chalcone isomerase gene family.The expression level of IFS2 was also significantly higher than IFS1 in isoflavone synthase gene family.This result suggested functional differentiations among different members of the same gene family.Additionally,the correlation analysis between expression level and isoflavone accumulation showed that the correlations differed between two cultivars for different isoflavone synthesis relative enzyme genes.In LHD2,the expression levels of CHS7,CHS8 and IFS2 showed significant positive correlations with multiple isoflavone components,CHI1B1 exhibited significantly negative correlation with multiple isoflavone components.On the other hand,in NHZ,the expression level of IFR was significantly positively correlated with the accumulations of multiple isoflavone components.That implied

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期刊信息
  • 《植物遗传资源学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中华人民共和国农业部
  • 主办单位:中国农业科学院作物科学研究所 中国农学会
  • 主编:刘旭
  • 地址:北京中关村南大街12号
  • 邮编:100081
  • 邮箱:zwyczyxb2003@163.com/sina.com/caas.cn
  • 电话:010-82105794 82105795
  • 国际标准刊号:ISSN:1672-1810
  • 国内统一刊号:ISSN:11-4996/S
  • 邮发代号:82-643
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:10278