甜玉米2个β-胡萝卜素羟化酶等位基因(ZsBCH2-a和ZsBCH2-b)的cDNA克隆与分析

作者：高玉尧; 许文天; 胡小文; 徐磊; 刘洋^*

来源：分子植物育种, 2020, 18(24): 7975-7981.

DOI：10.13271/j.mpb.018.007975

• 甜玉米
• β-胡萝卜素羟酶
• 克隆
• 生物信息学分析

胡萝卜素羟化酶(beta-carotene hydroxylase, BCH)是植物类胡萝卜素合成代谢中的关键酶,在植物抵抗逆境环境中发挥重要作用。本研究利用普通玉米BCH2基因序列,采用同源克隆方法,从2个甜玉米自交系材料中分离了BCH2等位基因(ZsBCH2-a和ZsBCH2-b) cDNA序列。序列分析结果显示,ZsBCH2-a和ZsBCH2-b基因全长序列分别为1 246 bp和1 217 bp,分别编码325和314个氨基酸,存在4个SNP和1个连续33个碱基插入/缺失突变。蛋白特性分析表明,这2个基因编码的蛋白分子量分别为35 371.84 Da和34 151.40 Da,Zs BCH2-a的等电点略高于Zs BCH2-b,且均为疏水性蛋白。保守结构域与跨膜结构分析表明,这2个蛋白具有脂肪酸羟化酶家族保守结构域,均有2组由10个高度保守的组氨酸组成的"HXXXXH"和"HXXHH"结构,是典型的脂肪酸羟化酶的结构,属于脂肪酸羟化酶超家族;且膜上分别具有4个和3个明显的跨膜结构域,属于跨膜蛋白。进化树分析表明,甜玉米Zs BCH2蛋白的进化高度保守,与同科的高粱BCH蛋白的进化关系最为相近。本研究结果为进一步了解ZsBCH2基因的等位变异在甜玉米类胡萝卜素生物合成及非生物胁迫中的功能提供参考依据。

• 单位
  中国热带农业科学院南亚热带作物研究所; 中国热带农业科学院湛江实验站