摘要
牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合酶GGPPS (geranylgeranyl pyrophosphate synthase)是植物萜类化合物生物合成的关键酶。为了研究走马胎(Ardisia kteniophylla) GGPPS基因的生物学特性和在萜类物质合成中的功能,本研究克隆了走马胎AkGGPPS家族的5个基因,分别命名为AkGGPPS1、AkGGPPS2、AkGGPPS3、AkGGPPS4和AkGGPPS5,并对基因序列进行生物信息学分析;利用qPCR技术检测和分析在走马胎不同组织中以及在不同激素诱导下上述基因的表达水平。结果表明:AkGGPPS基因分别编码含有370、362、339、303和365个氨基酸的蛋白质,编码蛋白均属于萜类合酶超级家族,其中AkGGPPS4蛋白含有不完整的FARM和SARM保守结构域,并且根据系统进化树结果,推测AkGGPPS4分类地位相对独立,为旁系同源基因。亚细胞定位结果显示,AkGGPPS蛋白均位于叶绿体或质体,且不含跨膜结构域和信号肽;AkGGPPS蛋白的二级结构以α-螺旋占比最多,其次是无规则卷曲;三级结构显示AkGGPPS蛋白均为单体形式。qPCR分析结果表明,AkGGPPS基因在不同组织部位均表达,并且在叶中的表达水平较高,受外源激素MeJA、SA和ABA的诱导。本研究为明确AkGGPPS基因对走马胎萜类化合物的生物合成功能及表达调控提供一定的参考。
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