红花1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合成酶基因CtDXS1的克隆及表达分析

作者：谭政委; 李磊; 余永亮; 许兰杰; 杨红旗; 董薇; 鲁丹丹; 马新明; 梁慧珍

来源：河南农业科学, 2021, 50(02): 39-49.

DOI：10.15933/j.cnki.1004-3268.2021.02.005

• 红花
• 1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合成酶
• 基因表达
• 原核表达

1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合成酶（1-deoxy-D-xylulose-5-phosphate synthase, DXS）是2-C-甲基-D-赤藓糖醇-4-磷酸（2-C-methyl-D-erythritol-4-phosphate, MEP）途径中的第一个关键酶,在植物萜类化合物生物合成中起着重要作用。为了明确红花DXS基因的序列特征和表达特点,结合红花转录组数据,以豫红花1号为试验材料,首次克隆得到1个红花DXS基因的全长cDNA序列,命名为CtDXS1,并对其进行生物信息学分析和基因表达特点分析。结果表明,红花CtDXS1基因的开放阅读框（ORF）长2 136 bp,编码711个氨基酸,其蛋白质分子质量是76 503.10 u,蛋白质保守区预测表明,CtDXS1具有典型的转酮醇酶家族功能结构域。系统进化分析显示,CtDXS1与来自黄花蒿的DXS亲缘关系最近,属于DXS基因家族的Ⅰ类基因。组织特异性表达分析表明,CtDXS1基因在苞片中表达量最高,其次是叶和茎,在其他组织部位中表达量较低;不同花色红花基因表达定量分析表明,CtDXS1基因在黄色红花中表达量较高;干旱、低温胁迫能够诱导CtDXS1基因表达上调;茉莉酸甲酯（MeJA）能诱导CtDXS1基因的表达,而赤霉素（GA3）和脱落酸（ABA）对CtDXS1基因表达有一定的抑制作用。构建原核表达载体pET28-CtDXS1并转化至大肠杆菌Transetta（DE3）进行原核表达,成功表达了CtDXS1重组蛋白。

• 单位
  河南农业大学; 河南省农业科学院