过表达莨菪h6h基因提高颠茄东莨菪碱含量的研究

文章采用代谢工程方法培育东莨菪碱高产转基因颠茄。根癌农杆菌遗传转化颠茄,过量表达东莨菪碱合成途径中限速酶基因h6h(Hnh6h),卡那霉素筛选获得转基因植株,快繁炼苗后,田间栽培至果期。基因组PCR鉴定转Hnh6h基因颠茄。SPSS软件分析转基因与非转基因颠茄株高、顶宽、主茎粗、叶长、叶宽、分支数和鲜重等性状的差异;HPLC测定其根、茎、叶、果中莨菪碱及东莨菪碱含量;采用qPCR技术测定各组织Hnh6h基因表达量。结果所获得的5个转基因颠茄株系(A8,A11,A12,C8,C19)都能同时检测到Kanr和Hnh6h基因,在非转基因颠茄中没有检测到这2个基因;与非转基因颠茄比较,转基因颠茄株系的株高、顶宽、主茎粗、叶长、叶宽、分支数和鲜重等都没有降低,且部分性状优于对照。转基因颠茄叶片中东莨菪碱含量最高,且高于莨菪碱;不同转基因颠茄株系叶片中东莨菪碱含量依次为C8>A12>C19>A11>A8,C8的东莨菪碱质量分数(2.17mg·g-1DW)比非转基因颠茄(0.42mg·g-1DW)提高4.2倍;在转基因颠茄根、茎、叶和果中都检测到Hnh6h基因表达,且在叶片中表达量最高,非转基因颠茄没有检测到Hnh6h基因表达。因此,过表达Hnh6h基因能够打破颠茄的东莨菪碱生物合成的限速反应,从而推动代谢流向东莨菪碱合成方向流动,提高了东莨菪碱合成能力,最终获得了东莨菪碱高含量的转基因颠茄。