摘要

天然除虫菊酯是从除虫菊(Tanacetum cinerariifolium)中提取的绿色植物源生物杀虫剂。醛脱氢酶(Tc ALDH)和GDSL脂肪酶(Tc GLIP)是除虫菊酯生物合成途径中的关键限速酶。为探究Tc ALDH和Tc GLIP基因的功能,该研究从除虫菊无性系‘W99’中克隆得到Tc ALDH和Tc GLIP基因的启动子,通过生物信息学分析、组织化学染色(GUS染色)、荧光素酶报告实验和外源植物激素处理实验,对其启动子的调控元件、启动子活性、激素诱导特异性和组织特异性进行了分析。结果表明:(1)克隆得到的Tc ALDH和Tc GLIP启动子序列分别为2 848、1 343 bp,均含有多个与逆境应答和激素信号相关的顺式作用元件。(2)分别构建了启动子和荧光素酶融合的植物表达载体,在烟草叶片中观察荧光成像发现,Tc ALDH启动子具有茉莉酸甲酯(MeJA)和脱落酸(ABA)激素诱导特异性。(3)用MeJA和ABA处理除虫菊‘W99’组培苗发现,Tc ALDH的表达量在12 h内受ABA诱导上调,受MeJA诱导时先升高后降低,Tc GLIP的表达量受ABA和MeJA诱导下调。(4)分别构建了Tc ALDH和Tc GLIP启动子与GUS基因融合的植物表达载体,转化烟草并对其转基因叶片进行GUS活性染色发现,Tc ALDH启动子在烟草叶片腺体、腺毛头部及叶肉中表达,而Tc GLIP启动子仅在烟草叶肉细胞中表达。综上认为,Tc ALDH和Tc GLIP的启动子具有组织特异性,Tc ALDH启动子具有茉莉酸甲酯和脱落酸激素诱导特性。该研究为除虫菊Tc ALDH和Tc GLIP基因参与除虫菊酯合成的调控机制提供了新见解。