农业生物技术学报

作者：彭琳, 王艺光, 董彬, 钟诗蔚, 方遒, 肖政, 邓金萍, 赵宏波

单位：浙江农林大学 风景园林与建筑学院/浙江省园林植物种质创新与利用重点实验室/南方园林植物种质创新与利用国家林业和草原局重点实验室,杭州 311300

关键词：桂花,番茄红素β-环化酶(LCYB),类胡萝卜素,低温,抗性,

基金：国家自然科学基金(32401643; 32072615; 32201617); 浙江农林大学科研发展基金人才启动项目(2024LFR063)

番茄红素β-环化酶(lycopene β-cyclase, LCYB)是类胡萝卜素生物合成途径中的关键酶。桂花(Osmanthus fragrans)主要分布于我国南方。在深秋和冬季开放的桂花遇低温天气会出现颜色加深的现象。本研究通过相对低温处理桂花,发现桂花花瓣颜色变深、类胡萝卜素含量显著增加、关键合成基因OfLCYB上调表达。为研究OfLCYB对类胡萝卜积累和低温胁迫的响应机制,本研究从桂花花瓣中克隆了OfLCYB基因(GenBank No. PP438593),并构建过表达载体转化烟草(Nicotiana tabacum)。结果显示,过表达OfLCYB可以促进转基因烟草叶片中类胡萝卜素的积累和参与类胡萝卜素生物合成途径中相关基因的表达。低温(4 ℃)处理烟草之后,与对照植株相比,OfLCYB过表达的烟草叶片表现出更好的低温耐受性。在低温处理下,转基因株系叶片中相对电解质泄露率(relative electrolyte leakage, REL)和丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量显著低于对照植株,超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)活性、过氧化物酶(peroxidase, POD)活性、过氧化氢酶(catalase, CAT)活性和脯氨酸含量显著提高。此外,与对照植株相比,转基因烟草叶片中的2个冷应答转录因子NtDREB1 (dehydration responsive element binding 1)和NtDREB3及2个冷诱导基因NtERD10A (early responsive to dehydration 10A)和NtERD10B的表达水平上调。推测OfLCYB可能通过促进类胡萝卜素合成提高植物的低温耐受性。本研究可为提高桂花耐寒性和扩大栽培范围提供参考。

来源：2025年第1期

《农业生物技术学报》期刊编辑部

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