长春花法呢基焦磷酸合酶基因的克隆与组织表达分析

作者：杨光; 张悦; 于放^*

来源：分子植物育种, 2022, 20(02): 390-395.

DOI：10.13271/j.mpb.020.000390

• 长春花
• 萜类吲哚生物碱
• 法呢基焦磷酸合成酶
• 生物信息学

萜类吲哚生物碱是重要的植物次级代谢产物，是多种天然药物的药效基础，具有显著的消炎、抗病毒、抑制肿瘤等作用。而长春花(Catharanthus roseus)作为重要的药用植物可以通过次级代谢合成150多种萜类吲哚生物碱，但是长春花萜类化合物的代谢途径尚未完全解析，究其原因则是受到代谢通路中关键酶的限制。法呢基焦磷酸合成酶(FPPS)是植物萜类物质合成途径中的关键酶之一，但仅发现在拟南芥等植物的萜类化合物合成过程中发挥重要的作用。因此，为了深入探究FPPS对长春花次级代谢途径是否也发挥重要作用，本研究通过生物信息学、分子生物学等研究手段，基于拟南芥法呢基焦磷酸合成酶序列，对长春花转录组数据库进行序列比对分析，首次发现并成功克隆两个FPPS同源基因，并将其命名为CrFPPS1与CrFPPS2。进一步通过系统进化树分析表明，CrFPPS1和CrFPPS2与拟南芥、缬草等植物FPPS的氨基酸序列相似性均在80%以上。RT-qPCR结果显示CrFPPS在长春花不同组织表达特征不同，因此推测CrFPPS1与CrFPPS2的功能并不完全相同。初步表明CrFPPS是长春花次级代谢通路上具有生物学功能的蛋白质，这为研究长春花FPPS的功能及长春花次级代谢产物的生物合成奠定了理论基础。

• 单位
  大连工业大学; 生物工程学院