地黄环烯醚萜合酶基因的克隆、序列特征与表达分析

作者：杨超飞; 李欣容; 智惊宇; 耿晓桐; 洪利亚; 王丰青^*; 谢彩侠^*

来源：中国中药杂志, 2019, 44(12): 2472-2479.

DOI：10.19540/j.cnki.cjcmm.20190325.103

• 地黄
• 环烯醚萜合酶基因
• 克隆
• 序列分析
• 表达特性

环烯醚萜合酶(IS)是环烯醚萜类成分合成途径的关键酶,催化10-oxogeranial生成烯醇化物中间体epi-iridodial。该文通过同源比对,在地黄转录组中筛选出4条与长春花CrIS同源的cDNA序列,长度分别为1 527,1 743,1 425,1 718 bp,依次命名为RgIS1,RgIS2,RgIS3,RgIS4。它们编码389～392个氨基酸残基,蛋白质相对分子质量44. 30～44. 74 k Da,等电点pI在5. 30～5. 87,亚细胞定位预测均分布在细胞质中。序列分析表明地黄4个环烯醚萜合酶的氨基酸序列均包含6个保守的短链脱氢酶/还原酶(SDR)基序,其三维结构包含N端Rossmann结构域和C端伸展结构域。进化分析表明,RgIS3与CrIS、橄榄OeIS聚在同一类群,另外3个环烯醚萜合酶与其他植物的15个蛋白亲缘关系较近。实时荧光定量PCR分析表明,RgIS1和RgIS3在展开叶中表达量均最高,RgIS2在茎中表达量最高,而RgIS4在块根中表达量最高。RgIS1和RgIS2在QH1的非菊花心部位表达量较高,RgIS3在2个品种的非菊花心部位表达量均较高,而RgIS4在QH1菊花心有较高的表达量。RgIS1,RgIS2和RgIS3在MeJA处理后的毛状根均显著上调表达。因此,该研究为进一步研究地黄环烯醚萜合酶的分子功能奠定基础,同时有助于揭示地黄环烯醚萜类成分的合成机制。

• 单位
  河南农业大学; 河南中医药大学