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柠檬苦素类似物糖基转移酶基因(citLGT)在转基因锦橙中的异位表达分析



全 文 :果 树 学 报 2014,31(2): 181~186
Journal of Fruit Science
柠檬苦素类似物糖基转移酶基因(citLGT)
在转基因锦橙中的异位表达分析
马园园 1,2,邹修平 2*,彭爱红 2,许兰珍 2,何永睿 2,陈善春 2*
(1西南大学园艺园林学院,重庆 400716; 2西南大学柑桔研究所·国家柑桔工程技术研究中心·
国家柑桔品种改良中心,重庆 400712)
摘 要: 【目的】分析柠檬苦素类似物糖基转移酶基因(citLGT)在柑橘中的异位表达。 【方法】构建了 CaMV 35S 启动
子控制下 citLGT 的超量和 RNAi 抑制表达载体。 采用农杆菌介导的遗传转化方法将上述植物表达载体分别转化‘锦
橙’[Citrus sinensis (Linn.) Osbeck ‘Jincheng’]上胚轴。 经 GUS 组织化学染色及 PCR 检测共获得 20 株转基因阳性植
株。利用 qRT-PCR 分析转基因植株中 citLGT 基因的表达。【结果】超量表达 citLGT 的转基因植株中 citLGT 的表达量
显著高于对照,而 RNAi 转基因植株中 citLGT 的表达量则被显著抑制。 【结论】本实验为阐明了 citLGT 基因影响后苦
味性状的分子机制和基因工程改良柑橘延迟苦味性状提供了有价值的材料。
关键词: 柠檬苦素类似物葡萄糖基转移酶基因; RNAi; 遗传转化; 表达分析; 转基因‘锦橙’
中图分类号:S666.2 文献标志码:A 文章编号:1009-9980(2014)02-0181-06
Ectopic expression analysis of Limonoid UDP -glucosyltransferase gene
(citLGT)in transgenic Citrus sinensis ‘Jincheng’
MA Yuan-yuan1,2, ZOU Xiu-ping2*,PENG Ai-hong2,XU Lan-zhen2, HE Yong-rui2, CHEN Shan-chun2*
(1College of Horticulture & Landscape Designing, Southwest University, Chongqing 400716 China; 2Citrus Research Institute, Southwest U-
niversity·Engineering Research Center of National Citrus·National Citrus Cultivar Improvement Center of China, Chongqing 400712 China)
Abstract: 【Objective】The goal of this study was to analyse citrus ectopic expression of Limonoid UDP-
glucosyltransferase gene(citLGT) in Citrus sinensis (Linn.) Osbeck ‘Jincheng’. 【Method】Plant expression
vectors with overexpressing and RNAi-suppressing citLGT drived by CaMV 35S promoter were construct-
ed. Genetic transformation of ‘Jincheng’ was performed by Agrobacterium-mediated method. 20 trans-
genic plants were obtained by GUS histochemical straining and PCR analysis. The expression analysis of
citLGT gene in transgenic and nontransgenic plants were performed by qRT-PCR using actin gene as a
housekeeping control. 【Result】The result showed that a distinct reduction and rise in the expression of
citLGT gene was detected in the RNAi-suppressed lines and overexpressing lines, respectively, when
compared with the control. 【Conclusion】Our study offered some transgenic lines with up-regulation and
down-regulation citLGT gene for the illuminating of the molecular mechanism and the genetic improve-
ment of delayed bitterness in future.
Key words: Limonoid UDP-glucosyltransferase gene; RNA interference; Genetic transformation; Ex-
pression analysis; Transgenic Citrus sinensis‘Jincheng’
收稿日期: 2013-10-11 接受日期: 2013-12-24
基金项目: 国家科技支撑计划课题任务书(项目编号:2012BAD19B00);柑橘产业技术体系(CARS-27);农业部公益性行业(农业)科研专项
(2010 03067-02-4);柑橘学重庆市市级重点实验室开放基金计划项目(CKLC201105);中央高校基本科研业务费专项(XDJK2012B023)
作者简介: 马园园,女,在读硕士生,研究方向为遗传育种。 Tel: 15998967156,E-mail: 13703763892yuan@163.com
觹 通信作者 Author for correspondence. Tel: 023-68349020,E-mail: scchen@cric.cn; E-mail: zouxiupiing@cric.cn
柠檬苦素类似物是一类广泛存在于芸香科柑橘
属植物中的次生代谢产物,一般在果实中富集,尤其
在种子中的浓度最高。 迄今为止, 已从柑橘属植物
中分离出 50 多种柠檬苦素类似物, 包括 38 种柠檬
DOI:10.13925/j.cnki.gsxb.2014.02.009
果 树 学 报 31 卷
苦素类似物甙元及 20 种柠檬苦素类似物配糖体
(1imonoid glucosides,LG)[1]。 其中,柠碱(柠檬苦素)
是引起橙汁加工过程中出现苦味的主要成分之一,
其合成的直接前体是非苦味的柠檬苦酸 A 一环内
酯(1imonoate A-ring lactone,LARL)[2-4]。 LARL 极不
稳定,榨汁后,在 pH<6.5、加热、冰冻或机械损伤等
逆境条件下,LARL 逐渐转化为具有强烈苦味的柠
碱,产生“延迟苦味”现象[5-6]。
LGTase(柠檬苦素 UDP一葡萄糖苷转移酶)能将
LARL转化成不具苦味的 LG,达到自然脱苦(natural
debittering)的目的[7]。 Kita等[8-9]首次从脐橙和温州蜜
柑中成功克隆了 LGTase蛋白的编码基因 citLGT,原
核表达分析显示 citLGT 编码的蛋白具有柠檬苦素
UDP一葡萄糖苷转移酶活性。 Zaare-Nahandi等[10]从
6 种具有不同程度延迟苦味的柑橘品种中克隆了该
基因的 DNA序列,信息学分析表明这些序列都具有
高度的同源性(98%以上),均为 citLGT 基因。 研究
表明,在温州蜜柑中由于绝大部分 LARL 被 LGTase
糖基化为无苦味的 LG,导致柑橘果汁中 LARL 的含
量极低而无延迟苦味现象发生, 说明可以通过调节
citLGT基因的表达, 来改变 LARL 前体的积累从而
影响果汁中柠碱的含量[11]。 目前还没有关于该基因
在转基因柑橘中调控 LARL 糖基化、 影响柠檬苦素
类似物代谢的研究报告。 我们通过构建 CaMV 35S
启动子控制的超量表达 citLGT 和 RNAi 抑制表达
citLGT的植物表达载体, 利用农杆菌介导法转化有
延迟苦味的锦橙,以期对 citLGT 的表达量进行上调
和下调,从而为阐明 citLGT 基因影响柑橘后苦味性
状的机制和柑橘延迟苦味性状的基因工程改良提供
新的思路和材料。
1 材料和方法
1.1 材料
citLGT基因由本实验从温州蜜柑中克隆并测序
分析获得,大肠杆菌(E. coli) DH5α 感受态细胞、质
粒载体 PGEM-T、 植物表达载体 pGN、 根癌农杆菌
EHA105 感受态细胞均由本实验室保存。 锦橙果实
采自中国农业科学院柑橘研究所“国家果树种质(重
庆)柑橘资源圃”,其种子经萌发后 2 周左右获得锦
橙实生苗。 实验中所用到的酶均购自大连 TaKaRa
公司。 DNA 胶回收试剂盒 (货号: BSC02M1) 购自
BioFlux公司。 质粒提取试剂盒(货号: D6942-01)购
自 Omega Bio-tek 公司。 其他常规试剂均为分析纯。
1.2 方法
1.2.1 目的基因的克隆 根据已发布的 citLGT 基
因组序列 (GeneBank:AB033758) 设计特异引物 L1
和 L2(表 1),从温州蜜柑基因组中扩增获得 citLGT
基因的全长序列并连接到载体 pMD19-T中,经测序
分析, 得到含 citLGT 基因的中间载体 pMD19-T-
citLGT。 设计特异引物 qL1 和 qL2(表 1),通过 PCR
扩增 ,获得 citLGT 基因上的一段长 268 bp(809~
1 077 bp)的序列作为 RNA 干扰片段。 将得到的干
扰片段克隆到 pGEM-T 载体上,经测序分析获得含
有正确干扰片段的 pGEM-T-LGTRNAi载体。
1.2.2 超量表达载体 p35S: citLGT 的构建 用
BamHI/SalI 分别对 pMD19-T-citLGT 质粒和 pGN
载体双酶切, 割胶回收 citLGT 基因片段和 pGN 载
体,用 T4 连接酶进行连接后转化大肠杆菌 DH5α感
受态细胞, 在含卡那霉素的 LB 固体培养基上进行
培养。 随机挑取单菌落于加有卡那霉素的 LB 液体
培养基上振荡培养。 提取质粒,经酶切和 PCR 验证
后获得正确的 p35S:citLGT载体(图 1-A)。
1.2.3 RNA 干扰表达载体 p35S: citLGT-RNAi 的构
建及验证 用 AscI/SwaI 分别对 pGEM-T-LGTRNAi
载体和含有 CHSA 基因内含子片段的 PUC-intron
载体(本实验室构建)进行酶切,回收 LGTRNAi-f 左
臂片段和 PUC19-intron 载体片段, 经 T4 连接酶连
接后转化大肠杆菌 DH5α 感受态细胞, 于 LB 培养
基上经筛选培养后 , 进行质粒 AscI/SwaI 酶切和
PCR 验证。 用 XbaI/BamHI 对上述得到的重组质粒
和 pGEM-T-LGTRNAi 载体分别进行酶切 , 回收
LGTRNAi-r 右臂片段和重组质粒载体片段,同前进
行连接转化和筛选培养。 对得到的重组质粒进行
XbaI/BamHI 酶切验证和 PCR 验证, 获得含有完整
的 RNA干扰表达框的中间载体 PUC-LGTRNAi。 用
表 1 实验中用到的引物名称及序列
Table 1 List of primers used in this study
引物名称
Primer name
引物序列(5ˊ到 3ˊ)
Sequence (from 5ˊto 3ˊ)
L1
L2
I1
I2
N1
N2
A1
A2
qL1
qL2
TGGATCCATGGGAACTGAATCTCTTGTTCATG
AGTCGACATACTGTACACGTGTCCGTCGTGAC
CCGACGAATTGTGGGAAGGT
AGCTCGCTGGGAAACATCTG
TTGAACAAGATGGATTGCACGCAGG
GCCATTTTCCACCATGATATTCGGC
CATCCCTCAGCACCTTCC
CCAACCTTAGCACTTCTCC
ATCTCTTTCGGCACGGTTGT
GAACCCATCTGGCAGGTCAA
182
2 期
图 1 citLGT 基因的超量表达载体和 RNAi 载体的 T-DNA 结构
A. citLGT 基因超量表达载体 p35S:citLGT 的 T-DNA 结构; B. citLGT 基因 RNAi 载体 p35S: citLGT-RNAi 的 T-DNA 结构
Fig. 1 T-DNA region in overexpression and RNAi vector of citLGT gene
A.T-DNA region of overexpression vector p35S: citLGT; B. T-DNA region of RNAi vector of p35S: citLGT-RNAi
KpnI/SalI 分别对 PUC-LGTRNAi 载体和 pGN 表达
载体进行酶切, 割胶回收 PUC-LGTRNAi 载体的
RNA 干扰表达框片段和 pGN 载体片段,用 T4 连接
酶进行连接后转化大肠杆菌 DH5α 感受态细胞,于
含卡那霉素的 LB 培养基上筛选培养后随机挑取单
克隆, 提取质粒后进行 KpnI/SalI 酶切验证和 PCR
验证, 得到正确的 citLGT 基因的 RNA 干扰表达载
体 p35S:citLGT-RNAi (图 1-B)。 将上述表达载体
p35S:citLGT 和 p35S:citLGT-RNAi 质粒分别通过电
击法转化感受态农杆菌 EHA105,挑取单菌落,采用
质粒酶切和 PCR 鉴定法对目的基因进行检测,筛选
获得含植物表达载体的农杆菌工程菌株 EHA105/
p35S:citLGT-RNAi 和 EHA105/p35S:citLGT。
1.2.4 锦橙实生苗的遗传转化与转基因植株的获得
农杆菌介导的锦橙的遗传转化参考王军政 [12]实验
方法。将制备好的农杆菌工程菌液转化锦橙实生苗上
胚轴,并先后置于共培养基(补充有 2 mg·L-1 BA、0.5
mg·L-1 IAA、1 mg·L-1 2,4-D、100 g·L-1 AS、30 g·L-1
蔗糖、2.8 g·L-1琼脂粉的 MS基本培养基[13])和筛选培
养基(补充有 2 mg·L-1 BA、0.5 mg·L-1 IAA、500 mg·L-1
carb,50 mg·L-1 Kan 的 MS 基本培养基 [13])上进行继
代培养。 待再生芽长到 0.5 cm 左右时,将外植体转
移到芽伸长培养基 (补充有 0.5 mg·L-1 BA、1 mg·L-1
IAA、500 mg·L-1 carb 的 MS 基本培养基[13])上继续培
养。 待幼芽长到 1 cm 以上时,取抗性芽的叶片通过
GUS组织化学染色进行筛选转基因植株,将 GUS 染
色为阳性的幼芽嫁接到锦橙实生苗上, 在液体培养
基中进行培养;待幼苗长到 5 cm 左右时将其嫁接到
枳橙实生苗上,于温室中培养。
1.2.5 转基因植株的 GUS 组织化学染色分析
GUS 组织化学染色参照 Jefferson 等[14]的方法。 取移
植到温室中的阳性植株的叶片 , 加入 GUS 染液
(1 mg·cm-3 X-Gluc、100 mmol·L-1 pH 7.0 磷酸缓冲
液、0.5 mmol·L-1 K3[Fe(CN)6]、 0.5 mmol·L-1 K4[Fe(
CN)6]、10 mmol·L-1 EDTA), 于 37℃下孵育过夜后,
用 70%酒精进行脱色后拍照。
1.2.6 转基因植株的 PCR 鉴定 按照新型植物基
因组 DNA 快速提取试剂盒(DN15,北京艾德来生物
科技有限公司)说明书操作方法,提取 GUS 染色为
阳性的转基因植株叶片的总 DNA,分别设计不同的
引物对阳性植株总 DNA 中的不同目的基因进行
PCR 扩增,鉴定转基因锦橙植株。 其中,NPTII 基因
的 PCR 扩增程序为 : 94 ℃预变性 3 min;94 ℃变性
30 s,58 ℃退火 30 s,72 ℃延伸 1 min 30 s,30 个循
环;72 ℃终延伸 10 min。 Intron 基因的 PCR 扩增程
序为 : 94 ℃预变性 3 min;94 ℃变性 30 s,62℃退火
30 s,72 ℃延伸 1 min 30 s,30 个循环;72 ℃终延伸
10 min。 citLGT 基因的 PCR 扩增程序为: 94 ℃预变
性 3 min;94 ℃变性 30 s,62℃退火 30 s,72 ℃延伸 2
min,30个循环;72℃终延伸 10 min。 PCR 扩增产物
在 1.0%(w/v)琼脂糖凝胶中进行电泳。
1.2.7 citLGT基因在转基因锦橙叶片中的表达分析
参照 EASYspin 植物 RNA 快 速 提 取 试 剂 盒
(RN09,北京爱德莱生物科技有限公司)说明书的方
法提取阳性转基因锦橙植株的总 RNA。采用 iScript
cDNA Synthesis Kit (1708891,BIO-RAD)反转录合
马园园等: 柠檬苦素类似物糖基转移酶基因(citLGT)在转基因锦橙中的异位表达分析









BamHI KpnI XbaI AscI SalI
NOS LGTi-r NOS 35S NPTII NOS NOS RB GUS 35S intron LGTi-LB
BamHISalI
LB GUS NOS NOS 35S LGT NOS NOSP NPTII RB
A
B
183
果 树 学 报 31 卷
图 2 p35S:citLGT 和 p35S:citLGT-RNAi 载体的酶切和 PCR 验证
M 为 Lambda DNA Marker15; A. 1~4 为 p35S:citLGT-RNAi 载体的双酶切结果 ,5~8 为 p35S: citLGT 载体的双酶切结果 ; B. 1~4 为 p35S:
citLGT-RNAi 载体中 intron 的 PCR 扩增结果, 5~8 为 p35S: citLGT 载体中 citLGT 基因的 PCR 扩增结果
Fig. 2 Enzyme cut and PCR validation of p35S:citLGT vector and p35S:citLGT-RNAi vector
M maker DL2000; A. 1 to 4 Double digestion of p35S:citLGT-RNA vector; 5 to 8 Double digestion of p35S: citLGT vector; B. 1 to 4 The PCR
amplification of intron in p35S: citLGT-RNAi vector; 5 to 8 The PCR amplification of citLGT gene in p35S:citLGT vector
成 cDNA 第 1 链。 将反转录得到的 cDNA 按照 iQ
SYBR Green Supermix (170-8882,BIO-RAD)试剂盒
的操作方法进行实时定量 PCR,以 actin基因为内标
分析 citLGT基因在转基因锦橙中的相对表达量。 反
应程序为: 预变性: 95 ℃,5 min;PCR 扩增及定量: 95
℃变性 10 s,56℃退火 20 s,72℃延伸 20 s, 进行 40
个循环。
2 结果与分析
2.1 p35S:citLGT 和 p35S:citLGT-RNAi 载体的
构建
对筛选获得含植物表达载体的农杆菌工程菌株
EHA105/p35S:citLGT 和 EHA105/p35S:citLGT-RNAi
分别进行质粒酶切验证和 PCR 验证。其中,用 KpnI/
SalI对 p35S:citLGT-RNAi 载体酶切验证,用 BamHI/
SalI对 p35S:citLGT 载体进行酶切验证。如图 2-A 所
示,p35S:citLGT-RNAi-1,-2,-3,-4 克隆均为阳性
克隆;p35S:citLGT-5,-6,-7,-8为阳性克隆。进一步
用 citLGT 基因的扩增引物 L1/L2 对 p35S:citLGT 阳
性克隆进行 PCR 验证, 用 CHSA 内含子序列 intron
的扩增引物 I1/I2 对 p35Scit:LGT-RNAi 阳性克隆进
行 PCR 验证, 片段大小分别为 1 900 bp 和 600 bp
(表 1)。 在这些阳性克隆中均检出相应的特异目
的片段(图 2)。 这些结果表明,p35S:citLGT 和 p35S:
citLGT-RNAi 载体已成功导入农杆菌中。
2.2 转基因植株的获得
利用农杆菌介导法将上述载体转化锦橙上胚
轴, 经共培养和诱导培养后得到用于试管内微嫁接
的 Kan抗性芽(图版-A~C)。本实验中抗性筛选的效
率为 10%左右, 目前共得到了 20 株转基因阳性植
株。待幼苗长到 5 cm 左右时将其嫁接到枳橙实生苗
上于温室中继续培养,经过近 90 d 的培养后得到高
约 50 cm 的转基因锦橙植株。田间表型观察发现,转
基因植株表型与野生型植株表型无明显差异(图版-
D~F)。
2.3 转基因植株的鉴定
由于 pGN 载体中含有 GUS 报告基因,因此,可
以通过 GUS组织化学染色鉴定转基因植株。取田间
嫁接成活的植株的叶片切成直径 1 cm 的叶圆片进
行 GUS 染色,经脱色后显示转基因植株的叶片可以
染出蓝色而野生型植株叶片无蓝色(图版-G~I)。 说
明外源基因能够在转基因植株中稳定存在和表达。
1 2 3 4 5 6 7 8 M
2.0
1.5
kb
A
14 140
8 453
2 323
1 929
1 371
1 264
702
bp
M 1 2 3 4 5 6 7 8
B
1.9 kb
600 bp
2 323
1 929
1 371
1 264
702
kb
184
2 期
图 5 citLGT 基因在转基因植株叶片中表达量的
qRT-PCR 结果
A. wt 为野生型植株; 1~3 为 p35S:citLGT 载体转基因阳性植株;B.
wt 为野生型对照; 1~6 为 p35S:citLGT-RNAi 载体转基因阳性植株
Fig. 5 The qRT-PCR analysis of citLGT gene in leaves of
positive transgenic plants
A. wt,wild type plant;1 to 3. The positive transgenic plants of p35S:
citLGT vector; B. wt,wild type plant;1 to 6. The positive transgenic plants
of p35S:citLGT-RNAi vector




   




进一步对 GUS 染色为阳性的植株,提取其基因
组 DNA,利用 PCR 进一步分析外源基因的整合,扩
增的靶标基因分别为长 550 bp 的 NPTII( 图 3-A)、
长 600 bp 的 CHSA 基因内含子序列和长 1.9 kb 的
citLGT 基因片段(图 3-B)。 结果表明,在 GUS 染色
为阳性的植株中,检测出相应的目的条带,显示目的
基因已成功整合入柑橘基因组中。 本实验共得到转
p35S:citLGT 载体阳性植株 8 株和转 p35S:citLGT-
RNAi载体阳性植株 12株。
2.4 citLGT基因在转基因锦橙叶片中的表达分析
设计 actin 内标基因和 citLGT 基因的荧光定量
PCR 引物 A1/A2 和 qL1/qL2(表 1)。 首先,用 RT-
PCR 分析了这 2 个基因在野生型锦橙叶片中的表
达情况, 结果显示 citLGT 和 actin 基因在野生型锦
橙叶片中均有表达(图 4)。
以野生型锦橙实生苗为对照, 对获得的阳性转
基因植株叶片中 citLGT 相对 actin 基因的表达量进
行荧光定量分析。 结果显示,在转 p35S:citLGT 载体
的植株中 citLGT 基因的表达量明显上调(图 5-A),
而在转 p35S:citLGT-RNAi 载体的植株中 citLGT 基
因的表达量明显下调(图 5-B)。
3 讨 论
大量研究发现, 柠檬苦素类化合物如柠碱具有
抗癌、抗 HIV、抗菌和昆虫拒食活性等作用[7,15]。 摄取
柠檬苦素类化合物最好的途径是饮用果汁或食用鲜
果, 然而柠碱等苦味物质又大大降低了人们的食用
欲望。 于此同时,研究也表明,无苦味的糖基化的柠
檬苦素类化合物(如 LG)的生物学活性及药理作用,
等同于柠碱等苦味物质[4,15-16]。目前,关于柠檬苦素类
似物次生代谢导致的柑橘果汁后苦味现象的研究大
多只停留在生物化学的水平, 而关于后苦味产生的
马园园等: 柠檬苦素类似物糖基转移酶基因(citLGT)在转基因锦橙中的异位表达分析
图 3 GUS 阳性植株基因组中 NPTII 基因、intron 和 citLGT
基因的 PCR 检测
M. Marker DL2000; 1. 空白对照; 2. 野生型对照; 3. p35S:citLGT-
RNAi 载体阳性对照; 10 p35S:citLGT 载体阳性对照; A. NPTII 基因
的 PCR 结果 : 4~9. p35S:citLGT-RNAi 载体阳性植株; 11~13. p35S:
citLGT 载体阳性植株; B. 3~9 p35S:citLGT-RNAi 质粒和阳性植株中
intron 基因 PCR 结果; 11~13. p35S:citLGT 质粒和阳性植株中 citLGT
基因的 PCR 结果
Fig. 3 The PCR amplification of NPTII gene, intron gene
and citLGT gene in genetically modified ‘Jincheng’ sweet
orange
M. marker; 1. Blank control; 2. Wild type; 3. p35S:citLGT -RNAi
vector; 10. p35S:citLGT vector; A.The PCR amplification of NPTII gene:
4 to 9 Positive transgenic plants of the p35S:citLGT -RNAi; 11 to 13.
Positive transgenic plants of the p35S:citLGT; B. 3 to 9. The PCR
amplification of intron gene in p35S:citLGT -RNAi vector and positive
transgenic lines;11 to 13. The PCR amplification of citLGT gene in p35S:
citLGT vector and positive transgenic lines
1.9 kb
600 bp
2 000
750
500
bp
M 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
2 000
750
500
bp
550 bp
M 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
图 4 citLGT 基因在野生型锦橙叶片基因组中
RT-PCR 结果
Blank 是以水为模板的空白对照;1~2 为不同的野生型锦橙植株
Fig. 4 Real-time PCR analysis of actin gene and citLGT gene
expression level in wild plants of ‘Jincheng’ sweet orange
B. Blank; 1 to 2. Different wild plants
citLG
actin
Blank 1 2
ci
tL
GT





Re
la
tiv
e
ex
pr
es
sio
n
le
ve
l
WT 1 2 3 4 5 6
A
B
WT 1 2 3
A
B
185
分子机理研究甚少。因此,在保证果实中柠碱等柠檬
苦素类化合物应用价值的前提条件下, 如何利用分
子生物学的手段消除柑橘果实中后苦味性状是本研
究的主要目的。
研究表明,在脐橙幼果中,柠檬苦素类化合物以
苷元(LARL)等形式存在,随着果实不断发育,LARL
逐步转化成配糖体 LG,在成熟果实中配糖体(苷)成
为一种贮存形式。 柠檬苦素类化合物总含量(LARL
+LG)随着果实发育,上升到一定水平后趋于稳定[16]。
由此可以看出, 在橙汁加工中 LARL 及其含量是导
致延迟苦味的关键前体。理论上,在果实发育早期中
提前持续表达 citLGT 基因能加速 LARL 前体向柠
檬苦素配糖体 LG 的转化, 从而降低果实中 LARL
的含量,就有可能减少榨汁后苦味;同时,保证柠檬
苦素的食用价值。 因此,为了有效的利用 citLGT 基
因改良柑橘的延迟苦味性状, 我们通过柑橘转基因
技术异位表达 citLGT基因,获得了一批 citLGT 基因
表达上调和下调的转基因材料。但是由于柑橘类果
树的童期很长 , 我们将先对所得材料叶片中
LARL、LG 等相关代谢产物的含量进行分析来间接
反映转基因的表达效果, 而对果实中转基因的表
达量的分析也会在后续实验中进一步完成。(本文图
版见插 1)
参考文献 References:
[1] GUO Yu-ming,ZHENG Xu-xu,YIN Zhong-yi,ZHU Guo-cheng,
HE Wen-xiang,LI Qiang, WEN Xue-zheng. Research progress of
limonoids[J]. Journal of Chongqing Technology and Business Univer-
sity: Natural Science Edition,2008,25(6) :638-641.
郭育铭,郑旭煦,殷钟意,朱国成,何文香,李强,闻学政. 柠檬苦
素类似物的研究进展 [J]. 重庆工商大学学报 : 自然科学版 ,
2008,25(6): 638-641.
[2] XIA Hui,TIAN Cheng -rui. Methods of removing bitter in Citrus
Juice[J]. Progress in Modern Biomedicine,2006,6(6): 50-52.
夏辉,田呈瑞. 柑橘果汁中苦味物质的去除方法[J]. 现代生物医
学进展,2006,6(6): 50-52.
[3] SUN Zhi-gao,HUANG Xue-gen,JIAO Bi-ning,WANG Hua,GUO
Li. Studied on the distributing of main bitter components in citrus
fruit and the debittering technology of orange juice[J]. Food Science,
2005,26(6): 146-148.
孙志高,黄学根,焦必宁,王华,郭莉. 柑桔果实主要苦味成分的
分布及橙汁脱苦技术研究[J]. 食品科学,2005,26(6): 146-148.
[4] WANG Jian-rong,DONG Mei-ling,GUO Yue-wei. Limonoids from
Rutaceae and their biological activities:research advances[J]. Journal
of International Pharmaceutical Research, 2009,36(5): 321-331.
王贱荣, 董美玲, 郭跃伟. 芸香科柠檬苦素类化合物及其生物活
性研究进展[J]. 国际药学研究杂志,2009, 36(5): 321-331.
[5] DING Fan,LIU Bao -zhen,DENG Xiu -xin,WANG Zhuang,XIE
Zong-zhou,FANG Yi-wen,XU Juan.Analysis of delayed bitterness
of fruit juice in six species of Citrus sinensis Osbeck[J]. Journal of
Huazhong Ag ricultural University,2010,29(4): 497-501.
丁帆,刘宝贞,邓秀新,王壮,谢宗周,方贻文,徐娟. 6 个甜橙品
种果汁的后苦味分析[J]. 华中农业大学学报,2010,29(4): 497-
501.
[6] HASEGAWA S, MIYAKE M. Biochemistry and biological functions
of citrus limonoids[J]. Food Reviews International,1996,12(4): 413
-435.
[7] MANNERS G D. Citrus limonoids: analysis, bioactivity, and biomed-
ical prospects[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry,2007,
55(21): 8285-8294.
[8] KITA M, HIRATA Y, MORIGUCHI T, ENDO-INAGAKI T, MAT-
SUMOTO R, HASEGAWA S, SUHAYDA CG,OMURA M. Molec-
ular cloning and characterization of a novel gene encoding limonoid
UDP-glucosyltransferase in Citrus[J]. FEBS Letters,2000, 469(2/
3): 173-178.
[9] KITA M, ENDO T, SHIMADA T, MORIGUCHI T, HIRATA Y,
HASEGAWA S, OMURA M. Allelic structures of UDP -glucose:
limonoid glucosyltransferase affect limonoid bitterness in Citrus un-
shiu and C. Sinensis[J]. Euphytica,2003, 132(1): 87-94.
[10] ZAARE-NAHANDI F, HOSSEINKHANI S, ZAMANI Z, ASADI-
ABKENAR A, OMIDBAIGI R. Delay expression of limonoid UDP-
glucosyltransferase makes delayed bitterness in citrus[J]. Biochemi-
cal and biophysical research communications,2008, 371(1): 59-62.
[11] MORIGUCHI T, KITA M, HASEGAWA S, OMURA M. Molecular
approach to citrus flavonoid and limonoid biosynthesis[J]. Food, A-
griculture and Environment,2003, 1(1): 22-25.
[12] WANG Jun-zheng. Construction and citrus transformation of novel
cecropin B gene for secreting antibacterial peptide to extracellular
space[D]. Chongqing: Southwest University,2012.
王军政. cecropin B 分泌型融合基因的构建及其转化柑橘的研究
[D]. 重庆:西南大学,2012.
[13] MURASHIGE T, SKOOG F. A revised medium for rapid growth and
bio assays with tobacco tissue cultures[J]. Physiologia Plantarum ,
1962,15(3): 473-497.
[14] JEFFERSON R A, KAVANAGH T A, BEVAN M W. GUS fusions:
beta-glucuronidase as a sensitive and versatile gene fusion marker in
higher plants[J]. The EMBO Journal, 1987, 6(13): 3901-3907.
[15] ZHANG Hong,ZHANG Yan-ping. Research progress of limonoids[J].
Food and Fermentation Industries,2001,28(2): 80-83.
张虹,张艳萍.柠檬苦素类似物的研究进展[J]. 食品与发酵工业,
2001,28(2): 80-83.
[16] GE Wei,LI Xiao-ding,WU Mou-cheng. New advances in study of
limonoids and Glucosides in citrus [J]. Hubei Agricultural Sciences,
2009,48(4): 1000-1003.
葛维,李小定,吴谋成. 柠檬苦素类似物及其配糖体的研究与应
用进展[J]. 湖北农业科学,2009,48(4): 1000-1003.
果 树 学 报 31 卷186