胡萝卜是世界上具有重要营养价值和经济价值的蔬菜之一，富含丰富的类胡萝卜素，这些类胡萝卜素对植物、动物都具有重要的作用。本研究以胡萝卜为实验材料，利用基因过量表达探究Y基因对胡萝卜根中类胡萝卜素含量的影响。实验从‘南京野生’胡萝卜中克隆获得Y基因的OFR序列，并对该氨基酸序列进行生物信息学分析。结果显示Y基因包含一个长度为336 bp的开放阅读框，编码111个氨基酸。利用农杆菌介导法将Y基因导入‘齐头黄’胡萝卜，通过观察比较转Y基因和转空载体的‘齐头黄’胡萝卜的表型，结果证明Y基因在类胡萝卜素合成途径中很可能有降解叶黄素的功能。
目录
摘要3
关键词3
Abstract3
Key words3
引言3
1 材料与方法5
1.1 研究材料5
1.2 ‘南京野生’胡萝卜RNA提取及cDNA合成5
1.3 胡萝卜Y基因的克隆及碱基测序5
1.4 农杆菌介导法将Y基因转入‘齐头黄’胡萝卜6
1.4.1 Y基因载体的构建6
1.4.2 获取‘齐头黄’胡萝卜无菌苗6
1.4.3 农杆菌侵染‘齐头黄’胡萝卜6
1.5 GUS染色6
1.5.1 GUS染液配置6
1.5.2 GUS染色操作6
2 结果分析与结论6
2.1 Y基因克隆6
2.2 碱基序列及氨基酸序列的分析7
2.3 载体构建8
2.4 转基因植株表型的分析8
2.5 GUS染色结果的分析9
3 讨论10
致谢10
参考文献11
胡萝卜Y基因的克隆分析和遗传转化
引言
胡萝卜(Daucus carota L.)是伞形目(Apiales)伞形科(Apiaceae)胡萝卜属的植物，同时也是两年生的草本根菜类蔬菜作物，其染色体数为2n=2x=18。胡萝卜主要的食用部位是它的肉质根，其肉质根中包含多种营养成分，如维生素、蛋白质以及类胡萝卜素等。胡萝卜的变种主要有两大类，即野生胡萝卜和栽培胡萝卜，其中野生胡萝卜的根相对比较窄小，且一般不 *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: *351916072* 
积累类胡萝卜素，因而通常呈现为白色，而栽培胡萝卜的根则相对比较肉质肥大，且根中可以积累大量类胡萝卜素，呈现出黄色、橙色、红色、紫色等多种颜色。胡萝卜的栽培历史十分悠久，大约在九世纪左右，阿富汗就在胡萝卜的栽培推广中产生了许多不同品种。这些品种之间主要区别就是颜色的不同，一般我们认为最开始出现的品种是富含花青素的紫色胡萝卜，之后紧接着出现的是一种富含叶黄素的黄色胡萝卜。大约于公元1700年，在亚洲开始出现了红色的胡萝卜[1]。而如今生活中最常见、栽培最广泛的橙色胡萝卜一般认为是从黄色的胡萝卜品种中人工选择得到的。胡萝卜营养价值比较高，而且栽培又比较容易，从而在世界各地都受到喜爱，广泛被种植于美洲、欧洲和亚洲等地，目前已经成为全球最重要的蔬菜作物之一。近年来，中国的胡萝卜生产总量达到了全球产量的将近三分之一，成为了世界上当之无愧的胡萝卜生产第一大国。
最近的几年，食品安全的问题频繁被提及，也受到人们越来越多的关注，这导致人工色素越来越不受欢迎，人们开始逐渐偏爱天然色素。本质上，人工色素就是一些化学合成物及其代谢产物，对于人体不仅不能提供营养物质，甚至还会产生一些健康上的不良影响，因而也被一些国家明令禁止用于食品和化妆品等行业。因此，对天然色素的利用必将会是人们今后长期关注的焦点。
类胡萝卜素便是一类普遍存在于高等植物、动物之中的重要天然色素的总称，种类非常丰富。由于这类色素最早是一位化学家从胡萝卜的根中分离得到的，所以一开始命名其为“胡萝卜素”。之后，随着科技不断地发展，又有一系列的天然色素被分离出来，这一系列的天然色素就被合称为“类胡萝卜素”。
类胡萝卜素对于植物和动物都具有十分重要的意义。对于植物而言，类胡萝卜素是光合系统里的重要组成部分，它位于植物叶绿体之中，具有保护光合系统免受光强氧化的作用。而在植物非绿色的组织中，类胡萝卜素存在于它们的色素母细胞，可以使得植物的花、果实和根等器官呈现出丰富多彩的颜色，如胡萝卜、马铃薯、番茄等。另外，对于动物来说，类胡萝卜素也具有很多十分重要的功能，一些类胡萝卜素如β胡萝卜素、α胡萝卜素、隐黄质，在分子分裂后可以还原为维生素A，还有一些类胡萝卜素如番茄红素、叶黄素和玉米黄质，是良好的抗氧化剂，它们甚至还可以降低一些疾病发生的可能性，如某些癌症、血管疾病等[2]。
类胡萝卜素的合成可以存在于所有光合生物（植物、藻类和蓝藻）以及一些非光合细菌和真菌。但是到目前为止，仍然没有直接证据可以证明动物本身是能够合成类胡萝卜素的，一般动物都是通过进食从水果和蔬菜中摄取所需要的类胡萝卜素，以保持健康。如今，被发现的天然类胡萝卜素种类已达600多种，人体中主要存在的有α胡萝卜素、β胡萝卜素、β隐黄素、番茄红素、叶黄素以及玉米黄质等。可见，类胡萝卜素也是人类饮食结构中必不可少的重要成分。胡萝卜是类胡萝卜素积累最为丰富的蔬菜作物之一，富含叶黄素、α胡萝卜素和β胡萝卜素等多种生物活性色素，调查显示，西方人摄取类胡萝卜素的主要来源就是胡萝卜[36]。
类胡萝卜素不仅可以带来多种人类所需的营养，还可以给园艺作物（花卉、蔬菜和水果）带来丰富多彩的颜色。在园艺作物的生产中，产品颜色是一个重要质量特征，多种多样的产品颜色增加可以产品多样性，进而增加了产品的市场细分机会。其中与产品颜色息息相关的重要色素之一就是类胡萝卜素。存在于自然界中的类胡萝卜素结构有上千种，按其色彩总体上可分为两个大类，即胡萝卜素类和叶黄素类，它的色素单体呈现的具体颜色有黄、橙红、紫红等多种，正是这些不同颜色的色素单体之间的丰富组合给园艺作物带来丰富多彩的色彩表现。
近年来，人们认识到类胡萝卜素的重要功能，类胡萝卜素植物代谢基因工程的应用也随之越来越广泛，可以具体用于以下几个方面。第一，可以用于提高植物对光氧化的抵抗能力；第二，可以用于增加某些特殊植物的营养价值；第三，可以用于利用植物来生产特殊的类胡萝卜素；第四，可以用于对植物的各个器官的颜色进行修饰等。应用的广泛也让人们更关注类胡萝卜素的合成调控机理。因此，也有不少关于类胡萝卜素生物合成的研究。但目前大多数都集中在园艺作物的花器官、果实和种子上研究类胡萝卜素的生物合成，如柑橘[7]、番茄[810]、胡椒[11]、玉米[12,13]、万寿菊[14]、菊花[15]以及水稻[16]，对地下器官的研究甚少。对地下器官的研究也大都集中在马铃薯块茎上，而真正对根中类胡萝卜素合成与控制的研究则少之又少[17]。园艺作物中，能在根部积累类胡萝卜素的植物只有极少数，胡萝卜因此被作为研究根器官中类胡萝卜素生物合成与调控机制的良好模型。

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