蚬壳花椒ZdICL基因的克隆表达以及种子萌发过程中表达量变化

作者：周韬; 荣健; 孙吉康^*; 王平^*; 李强

来源：中草药, 2018, 49(19): 4628-4635.

• 蚬壳花椒
• ZdICL
• 克隆
• 原核表达
• 大肠杆菌

目的克隆表达蚬壳花椒种子萌发过程中油脂代谢关键调控基因,研究该基因在蚬壳花椒种子外源激素赤霉素(GA)促萌发下调控蚬壳花椒种子人工萌发分子机制。方法根据蚬壳花椒转录组测序结果,筛选克隆油脂代谢关键基因,并利用原核表达体系表达纯化目的蛋白,对其编码产物进行生物信息学分析和预测。种子萌发实验分为清水对照组与GA促萌发实验组,设定0、6、12、24、48 h为萌发取样点,相对荧光定量分析该基因表达量变化。结果通过克隆该基因片段及序列分析,确定该基因编码异柠檬酸裂解酶(ICL),将其命名为ZdICL。该基因开放阅读框全长为1 728 bp,编码产物包含575个氨基酸。构建原核表达载体pET-28a-ZdICL,并在大肠杆菌BL21(DE3)中获得高效表达,对该基因编码产物的氨基酸序列进行聚类分析表明,其与甜橙同源性最高,而与模式生物拟南芥同源性最低。在种子萌发过程中其表达量在GA促萌发过程中第48小时前逐步降低,到第48小时表达量升高,与外源激素GA对种子萌发过程中脂肪动员代谢调控相吻合。结论通过对ZdICL基因进行克隆表达以及表达量分析,初步认为蚬壳花椒种子自然繁育率低下的原因之一可能是自身内源激素GA含量不足,导致ICL活性不足,无法有效保护种子抵御氧化损伤,致死种现象较多,同时为探索该基因在蚬壳花椒种子萌发过程中的调控功能奠定基础。

• 单位
  环境科学与工程学院; 中南林业科技大学