怀玉山三叶青查尔酮合酶基因克隆和表达分析

作者：洪森荣; 刘佳; 刘军; 刘依婷; 陈荣华; 蔡红

来源：山东农业科学, 2021, 53(10): 8-16.

DOI：10.14083/j.issn.1001-4942.2021.10.002

• 怀玉山三叶青
• 查尔酮合酶
• 基因克隆
• 表达分析

本研究通过怀玉山三叶青试管苗转录组数据库筛选到其查尔酮合酶基因的核心片段,利用qRT-PCR技术克隆到其查尔酮合酶基因,并采用生物信息学方法和实时定量PCR进行序列分析和器官表达分析,以期为揭示怀玉山三叶青查尔酮合酶的生物学功能提供理论依据。结果表明,怀玉山三叶青查尔酮合酶基因cDNA总长度为1 143 bp, G+C含量为65.27%;由380个氨基酸组成,分子量41 809.23 Da,等电点6.19,为亲水性蛋白;二级结构由α-螺旋(37.37%)、β-片层(19.47%)、无规则卷曲(43.16%)构成,三级结构为二聚体;该酶主要存在于细胞核和线粒体中,在进化上与硬粒小麦(Triticum turgidum subsp.durum)、节节麦(Aegilops tauschii subsp.tauschill)、小麦(Triticum aestivum)的亲缘关系较近,尤其与硬粒小麦的未命名蛋白产物(VAH38240.1)亲缘关系最近。实时定量PCR结果显示,查尔酮合酶基因在怀玉山三叶青2个栽培种‘怀玉2号’和‘怀玉1号’中的表达存在器官特异性,均在根中表达量最高。综上,怀玉山三叶青查尔酮合酶具有查尔酮合酶的典型结构特征,氨基酸序列及核苷酸序列与同源物种相似度高,在进化上高度保守,这对进一步揭示该酶的生物学功能具有重要意义。

• 单位
  上饶师范学院; 上饶农业技术创新研究院; 上饶市红日农业开发有限公司; 生命科学学院