不同品种忍冬ANR基因克隆、表达模式及原核表达分析

作者：余永亮; 鲁丹丹; 谭政委; 杨红旗; 李磊; 许兰杰; 杨青; 董薇; 安素妨; 郭水柱; 高松; 梁慧珍^*

来源：药学学报, 2023, 58(11): 3449-3460.

DOI：10.16438/j.0513-4870.2023-0608

• 忍冬
• 花青素还原酶
• 基因克隆
• 表达模式
• 原核表达

花青素还原酶(anthocyanidin reductase, ANR)是黄酮合成途径中的关键酶,该酶的催化活性对花青素含量有重要的调控作用。本研究根据忍冬转录组数据,设计特异性引物,克隆忍冬和红白忍冬ANR基因的CDS、gDNA及启动子序列。结果表明,从忍冬和红白忍冬克隆得LjANR和rLjANR的CDS序列均为1 002 bp, gDNA序列分别为2 017和2 026 bp,启动子序列分别为1 170和1 164 bp。LjANR和rLjANR均含有6个外显子和5个内含子,外显子长度一致,内含子差异较大,二者启动子序列中均含有大量光响应、激素应答、非生物胁迫应答元件。生物信息学分析发现, LjANR和rLjANR均编码333个氨基酸,均为稳定的疏水性蛋白,无跨膜结构,无信号肽,二级结构主要由α-螺旋和无规卷曲组成。序列比对及系统进化分析表明, LjANR和rLjANR蛋白与猕猴桃、茶树、油茶聚为一类,亲缘关系较近。qRT-PCR分析发现, LjANR和rLjANR均在花蕾中表达量最高,根中表达量最低,不同花期的表达量变化模式相似, S1和S2期表达量较高,然后表达量逐渐下降,至S4期达到最低,之后在S5期有一个缓慢的上升后表达量再次下降,两个品种中ANR基因的表达量在根、S2、S5期差异显著,茎、花蕾、S1、S3、S6期差异极显著。将LjANR基因构建到原核表达载体pET-32a上进行诱导表达,在59 kD处成功表达出目的蛋白。该研究为进一步研究ANR基因的功能奠定了基础,同时也为忍冬新品种的选育提供理论指导。

• 单位
  河南省农业科学院; 仲景宛西制药股份有限公司