一种羽扇豆醇提高白桦愈伤组织和酵母耐镉的方法技术

本发明专利技术公开了一种羽扇豆醇提高白桦愈伤组织和酵母耐镉的方法，它属于生物技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种羽扇豆醇提高白桦愈伤组织和酵母耐镉的方法


：
[0001]本专利技术涉及生物
，特别是涉及一种利用羽扇豆醇促进镉胁迫下白桦愈伤组织和酵母生长的应用方法
。

技术介绍

：
[0002]镉
(Cd)
是生物体内的非必需元素，是一种剧毒重金属，主要通过土壤和水转移给植物
、
动物和人类
。Cd
胁迫触发植物信号转导通路网络，破坏氧化还原稳态和水和矿物质营养的吸收，降低光合作用和呼吸能力，改变细胞代谢，最终导致生长抑制
、
发育迟缓甚至死亡
。
为了应对
Cd
胁迫，植物进化出多种解毒机制，包括限制
Cd
吸收
、
螯合
、
液泡储存和激活抗氧化防御系统
。
外源应用植物激素
、
信号分子和抗氧化物质可以缓解
Cd
诱导的植物胁迫
。
[0003]羽扇豆醇
(lupeol)
是一类来源于植物的五环三萜类化合物，是羽扇豆烷型三萜的前体物质
。
羽扇豆醇及其衍生物如桦木酸等具有抗氧化
、
抗炎
、
抗癌
、
抗肿瘤
、
降血糖
、
促进皮肤愈合等生理活性，在医药领域受到广泛关注
。
羽扇豆醇的生物合成始于两个焦磷酸异戊烯基分子和一个焦磷酸二甲基烯基分子，法尼酰焦磷酸合成酶
(FPS)
催化这一过程促进角鲨烯的形成，角鲨烯在鲨烯环氧酶
(SE)
作用下转化为
2,3
‑
氧化鲨烯；随后，羽扇豆醇合酶
(LUS)
催化
2,3
‑
氧化鲨烯发生环化反应生成羽扇豆醇
。
[0004]白桦
(Betula platyphylla Suk.)
是桦木科桦木属落叶乔木，它是次生林的先锋树种，可在采伐后的荒山或火烧迹地上快速生长，主要分布于海拔
400
‑
4100
米的山坡或森林中
。
白桦树皮富含羽扇豆醇
、
白桦脂醇和白桦脂酸等三萜类物质，其含量在白桦树皮中达
25
％左右
。
前期我们的研究发现，
Cd
处理增加了白桦三萜的含量，增加的三萜是否具有缓解
Cd
胁迫的作用还不清楚
。
因此，本专利技术致力于探索白桦三萜之一的羽扇豆醇在镉胁迫下的作用，该专利技术将为耐镉白桦育种或利用次生代谢物缓解镉等重金属胁迫提供理论和技术支撑
。

技术实现思路

：
[0005]本专利技术提供一种羽扇豆醇提高白桦愈伤组织和酵母耐
Cd
的方法，其主要内容：外源施加羽扇豆醇可以缓解
Cd
胁迫对白桦愈伤组织生长的抑制作用，所述处理浓度分别为
100
μ
mol
·
L
‑1镉和3μ
mol
·
L
‑1羽扇豆醇，处理时间为
20
天
。
技术实施效果表现为：
100
μ
mol
·
L
‑1Cd
与3μ
M
羽扇豆醇共同处理下的白桦愈伤组织鲜重是单独
Cd
处理的2倍，很好的协调了镉胁迫和生长之间的不协调问题
。
[0006]本专利技术提供一种利用羽扇豆醇提高白桦愈伤组织耐重金属
Cd
的方法，其主要内容：获得了转
LUS
基因的酵母工程菌，所述
LUS
基因为白桦羽扇豆醇合酶基因；所述的酵母未转
LUS
基因前不产生羽扇豆醇且不耐镉；所述镉浓度为
10
μ
mol
·
L
‑1。
上述技术实施效果表现为：
Cd
处理进一步增加酵母工程菌中羽扇豆醇的含量，比对照组增加了
30
％，同时
Cd
处理的酵母工程菌在恢复培养后的生长菌斑大于未转化的酵母
。
实施效果进一步验证了白桦羽扇豆醇具有缓解
Cd
胁迫的作用，拓展了次生代谢物的耐逆境应用范围，为白桦耐镉育种提供
理论依据和技术支撑
。
附图说明
：
[0007]附图1羽扇豆醇和
Cd
处理下一个生长周期的白桦愈伤组织；
[0008]附图2羽扇豆醇和
Cd
处理下一个生长周期的白桦愈伤组织鲜重；
[0009]附图3白桦羽扇豆醇合酶
LUS
基因
PCR
扩增产物电泳图；
[0010]附图
4LUS
‑
pYES2
重组载体图谱；
[0011]附图5酵母工程菌中
LUS
验证电泳图；
[0012]附图6酵母工程菌中产出羽扇豆醇；
[0013]附图7酵母工程菌中的生长曲线；
[0014]附图
8Cd
处理下酵母工程菌中羽扇豆醇含量；
[0015]附图
9Cd
处理下酵母工程菌的菌斑生长；
具体实施方式
：
[0016]实验材料：本研究室保存的白桦愈伤组织和上海唯地生物技术有限公司购买的
INVSC1
酿酒酵母
。
[0017]羽扇豆醇的提取和含量测定：羽扇豆醇的提取试剂正己烷，提取方法为萃取法
。
羽扇豆醇含量的检测采用
Waters
公司
600
‑
717
‑
2487
色谱系统，色谱柱为
Water
公司的
C18
色谱柱，规格为
250mm
×
4.6mm
，流动相为乙腈，流速为
1mL/min
，检测波长
206nm
，柱温
25℃
，灵敏度
16AUFS
，进样
20
μ
L。
[0018]实施例1：羽扇豆醇对
Cd
处理下白桦愈伤组织生长的影响
[0019]例1的具体实施如下：
[0020]1)
选取生长一致的白桦愈伤组织，将其接种于含有
0.6mg
·
L
‑1噻苯隆
、0.3mg
·
L
‑
1 6
‑
苄基腺嘌呤
、0.45mg
·
L
‑
1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种羽扇豆醇提高白桦愈伤组织和酵母耐镉的方法
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，白桦愈伤组接种于含
100
μ
mol
·
L
‑1镉与3μ
mol
·
L
‑1羽扇豆醇的
B5
培养基上培养
。3.
根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述培养为光照培养
20d。4.
如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述白桦愈伤组织来源于白桦无菌苗茎段
。5.
根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述白桦无菌苗由白桦种子先用乙醇溶液浸泡，再用次氯酸钠溶液浸泡后，灭菌蒸馏水冲洗后获得
。6.
根据权利要求1所述的方法，酵母耐镉工程...

【专利技术属性】
技术研发人员：范桂枝，刘慧敏，李晓霜，高瑞鑫，詹亚光，孙盼盼，刘焕，杜杰，
申请(专利权)人：东北林业大学，
类型：发明
国别省市：