紫苏磷脂酸磷酸水解酶基因(Pf PAH1)的鉴定及功能分析

作者：董书言; 邢志; 尹苗; 王尧; 周雅莉; 黄旭升; 王超; 王计平^*; 李润植

来源：西北农业学报, 2023, 1-12.

• 紫苏
• 磷脂酸磷酸水解酶
• 基因克隆
• 表达特性
• 烟草瞬时表达

磷脂酸磷酸水解酶(PAH)催化磷脂酸(PA)水解产生二酰甘油(DAG),进而生成三酰甘油(TAG)或磷脂,在植物脂质代谢中起重要作用。本文基于紫苏基因组数据筛选获得两条PfPAH1基因序列,分别命名为PfPAH1-1和PfPAH1-2。应用生物信息学工具分析PfPAH1s蛋白理化性质、功能结构域及系统进化。定量PCR(q RT-PCR)检测PfPAH1s在紫苏根、茎、叶、花及不同发育时期种子的表达谱。进一步克隆到高表达的PfPAH1-1基因的编码序列并进行烟草瞬时转化以鉴定其功能。结果表明,PfPAH1-1和PfPAH1-2基因的开放阅读框(ORF)长度均为2 715 bp,编码904个氨基酸残基,含有Lipin＿N、Lipin＿mid和属于HAD＿like超家族的LNS2三个保守结构域。系统进化分析显示紫苏PfPAH1-1蛋白与唇形科植物一串红的Ss PAH1亲缘关系最近,其次是葡萄和芥菜。PfPAH1-2蛋白则与唇形科的芝麻Si PAH1亲缘关系最近,其次为油橄榄,紫苏和芝麻均为油料作物,推测PfPAH1-2和SiPAH1可能具有相似功能。q RT-PCR分析表明PfPAH1-1和PfPAH1-2基因均在开花后40 d种子中表达量最高,预示着其可能参与油脂合成积累。烟草瞬时转化揭示过表达PfPAH1-1基因烟草叶片总脂肪酸及中性脂(TAG)含量均高于野生型烟草,然而磷脂含量降低。研究发现为深入解析紫苏PfPAH1基因功能及培育高含油量紫苏新品种提供了重要候选基因。

• 单位
  山西农业大学