一种提高含虾青素转基因番茄产量和转基因番茄中虾青素含量的方法
【专利摘要】本发明提供一种提高含虾青素转基因番茄产量和转基因番茄中虾青素含量的方法，包括播种、施肥、遮阴、标记、果实采后处理、冻干、含量测定步骤，以含虾青素的转基因番茄为研究材料，使转基因番茄在全光照下生长，并在花期喷施0.02%的番茄灵溶液。提供喷施0.02%的番茄灵溶液提高虾青素工程番茄的虾青素含量的方法，以及用全光照生长提高虾青素工程番茄产量的方法。本发明具有方法简单，操作性强等优点，可为虾青素工程番茄的虾青素高积累技术及产业化带来较高的经济效益。
【专利说明】一种提高含虾青素转基因番茄产量和转基因番茄中虾青素 含量的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于生物【技术领域】，具体地，涉及一种提高虾青素工程番茄产量和虾青素 含量的方法。
【背景技术】
[0002] 虾青素（Astaxanthin)是一种具有超强抗氧化活性的次生类胡萝卜素，虾青素又 称"虾黄素"，是一种从从河蟹虾外壳、牡蛎、鲑鱼及藻类、真菌中发现的一种特殊的红色类 胡萝卜素，具有保护血管和眼睛，抗辐射、抗衰老、预防老年痴呆和癌症等功效，在药品、食 品、化妆品、水产饲料添加剂等领域具有广泛的应用价值。天然虾青素常为某些海洋微生物 和少量酵母菌作为次生代谢产物在体内合成，但由于提取技术难度高及受藻种或菌种自身 问题等限制，普遍存在虾青素产量低、成本高等缺点，使天然虾青素产量有限。国内外学者 对虾青素已进行了许多研究，主要集中在其功能及应用前景（曹秀明等，2011 ;G〇Swami G 等，2010)、生物积累（耿予欢等，2009 ;李晓梦等，2006)和提取工艺（黄贤刚等，2009 ;刘宏 超等，2011)等方面。
[0003] 目前，国际上已具备的虾青素生产工艺主要有化学合成和生物技术提取，化学合 成的虾青素在结构、功能、应用和安全性等方面较天然虾青素均逊色不少，因此进行大规模 生产一般倾向于天然虾青素的提取（肖素荣等，2011)。雨生红球藻培养法，法夫酵母发酵 法，虾壳浸提法都具备实现天然虾青素产业化的潜力，但由于技术难度高及受藻种或菌种 自身问题等限制，普遍存在虾青素产量低、成本高等缺点（阎毅等，2011)，使天然虾青素产 量有限，价格高，其保健品的价格更是堪比黄金，大部分人难以承受。相比较而言，番茄是理 想的虾青素加工厂，番茄中的β-胡萝卜素与虾青素同属于类胡萝卜素，化学结构相似。因 此，中国科学院昆明植物研究所黄俊潮研究员对微藻虾青素的合成途径及催化关键步骤的 限速酶基因作了全面的比较分析（Huang JC等，2012)，解决了限制高等植物合成虾青素的 关键问题，并成功研制出能高产虾青素的工程番茄新品种，其果实能累积与雨生红球藻相 近含量的虾青素。更重要的是，番茄作为经济植物可实现规模化生产，每亩年产量可达2万 斤，且耕作简单、成本低，因而含虾青素的转基因番茄是理想的虾青素加工厂。现有技术中 未见有改善栽培措施，提高含虾青素的转基因番茄中的虾青素含量的方法的报道。
【发明内容】
[0004] 本发明旨在解决现有技术中存在的上述问题，提供一种提高含虾青素转基因番茄 产量和番茄中虾青素含量的方法。本发明以含虾青素的转基因番茄为研究材料，进行不同 的栽培实验处理，提供喷施0.02%的番茄灵溶液提高含虾青素转基因番茄的虾青素含量的 方法，以及用全光照生长提高含虾青素工程番茄产量的方法。本发明具有方法简单，操作性 强等优点，可为虾青素工程番茄的虾青素高积累技术及产业化带来较高的经济效益。
[0005] 为了实现本发明的上述目的，本发明提供了如下的技术方案：
[0006] -种提高含虾青素转基因番茄产量和转基因番茄中虾青素含量的方法，包括播 种、施肥、遮阴、标记、果实采后处理、冻干、含量测定步骤，其特征在于使转基因番茄在全光 照下生长，并在花期喷施〇. 02 %的番茄灵溶液。
[0007] 具体地方法是先将转基因番茄种子播种，2个月后将小苗移栽在地里，按下表对番 茄进行喷施番茄灵、遮阴处理；
[0008]
【权利要求】
1. 一种提高含虾青素转基因番茄产量和转基因番茄中虾青素含量的方法，包括播种、 施肥、遮阴、标记、果实采后处理、冻干、含量测定步骤，其特征在于使转基因番茄在全光照 下生长，并在花期喷施0. 02 %的番茄灵溶液。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于首先将转基因番茄种子播种，2个月后将小 苗移栽在地里，按下表对番茄进行喷施番茄灵、遮阴处理；
然后，随机选取每个处理的20-50株番茄，打上标记，待番茄进入结果期，对已标记的 每株番茄上的每个果实也打上标记，以便得到每株总产量，最后由每个处理的20-50株的 总量来计算平均单株产量，并以分批采摘不同处理的成熟果实作为比较虾青素含量的材 料； 果实采后处理：每次摘取不同处理的成熟果实各3-5个，重复3次，将果实清洗、去蒂， 放入温度为-20°C的冰柜中冷冻48小时以上，果实冻实后，将果取出在避光的条件下自然 化冻，在这一低温冷冻过程中，细胞液会因为膨胀而突破细胞壁，在化冻过程中自然流出， 脱去鲜果65-70%的水分，然后用搅拌机破碎果肉，并使用离心机离心，脱去物料60-65% 的水分； 冻干：使用冷冻冻干机对上述已脱水处理的物料进行冷冻干燥，冻干设置为：预冻 至-25°C以下，抽真空，开加热，当真空达0. 03MPa时，设定为0°C，12小时后可渐进的调到 30 °C ； 虾青素含量测定：将冷冻干燥好的样品粉碎、装袋、密封，进行虾青素含量 测定，测定采用高效液相色谱法分离，其液相条件：色谱柱为WatersSpherisorb 0SD2 (5 μ m, 4. 6, 250mm)，液相型号为 Waters (Milford, ΜΑ, USA)，进样量为 20 μ 1 ;流动相 A 相为乙腈/甲醇/Tris-HCL(pH 8. 0)，体积比为84:2:14,B相为甲醇/乙酸乙酯，体积比为 68:32 ;以1. 2mL/min的流速线性梯度洗脱色素，从100% A相到100 %的B相，每个梯度用 时15分钟，随后用B相洗脱10分钟，通过比对各颜色组分和标准品的光谱吸收和相对保留 时间来鉴定各组分，通过将峰面积的积分值与标准品对比将其转化为浓度值从而对各组分 进行定量，标准品购买自sigma公司和Wako公司。
3. 根据权利要求1所述的栽培方法，其特征在于所述转基因番茄是保藏号为CGMCC No 9223号的转基因番茄。
【文档编号】A01G7/06GK104206139SQ201410403342
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年8月15日 优先权日:2014年8月15日
【发明者】王 华, 杨婷, 严宁, 胡虹, 黄俊潮 申请人:中国科学院昆明植物研究所