不结球白菜类胡萝卜素裂解双加氧酶基因BrCCD4a的克隆及表达分析

作者：尹莲; 孙玉东; 陈龙正; 罗德旭; 任旭琴; 王林闯; 许文钊; 于雯雯; 刘璐; 赵建锋^*

来源：江苏农业学报, 2023, 39(06): 1386-1394.

• 不结球白菜
• 类胡萝卜素裂解双加氧酶4
• 类胡萝卜素

为探究CCD基因在不结球白菜叶片类胡萝卜素调控中的作用，本试验以不结球白菜NN2108为试验材料，克隆获得BrCCD4a基因。应用生物信息学方法对BrCCD4a蛋白氨基酸序列、理化性质及CCD4基因亲缘关系等方面进行分析，利用亚细胞定位技术明确BrCCD4a基因的空间表达。此外，以3个不结球白菜品种HB02、SX04和NN2108为材料，测定叶片中类胡萝卜素含量及BrCCD4a基因的相对表达水平。结果表明，BrCCD4a含有1个长为1 797 bp的开放阅读框(ORF),编码598个氨基酸，其编码的蛋白质相对分子质量为65 860,等电点为6.42。氨基酸序列分析结果表明，BrCCD4a属于CCD蛋白家族成员，与甘蓝CCD4氨基酸序列相似度最高。系统进化结果也显示其与甘蓝的进化关系最近。BrCCD4a蛋白主要由无规则卷曲、延伸链构成，且不存在信号肽。亚细胞定位分析发现BrCCD4a定位在叶绿体上。不同不结球白菜品种叶片中叶黄素和β-胡萝卜素含量差异较大，HB02叶片中叶黄素含量最低，为1.14 mg/g, SX04叶片中叶黄素含量最高，达2.34 mg/g。NN2108叶片中β-胡萝卜素含量最高，达2.31 mg/g,是HB02含量的1.94倍。BrCCD4a在3个品种叶片中的相对表达水平趋势与β-胡萝卜素含量趋势一致，在NN2108叶片中表达量最高，在SX04中次之，在HB02叶片中表达量最低。本研究结果为探究BrCCD4a在不结球白菜叶片类胡萝卜素降解过程中的作用提供理论基础。

• 单位
  江苏徐淮地区淮阴农业科学研究所; 江苏省农业科学院; 生命科学与食品工程学院; 淮阴工学院