百合萜烯合成相关基因LiGGPPS大小亚基基因的克隆、表达及功能分析

作者：刘旭平; 王浩楠; 张茜; 冷平生; 胡增辉^*

来源：西北农业学报, 2023, 1-8.

• ‘西伯利亚’百合
• GGPPS
• 萜烯化合物
• 基因克隆
• 表达分析

香叶基香叶基焦磷酸合酶(GGPPS)是调节萜类化合物生物合成的关键酶,为了研究GGPPS基因在百合萜类物质合成中的作用,本试验以‘西伯利亚’百合(Lilium ‘Siberia’)为试材,克隆了GGPPS大亚基(LiGGPPS.LSU)和小亚基(LiGGPPS.SSU)基因,并分析其表达和功能。通过生物信息学分析、相对表达量分析、荧光定量PCR、亚细胞定位、基因沉默(virus induced gene silencing,VIGS)预测并验证其特征及功能,揭示其表达模式。结果表明,LiGGPPS.LSU和LiGGPPS.SSU分别为1 100 bp和1 040 bp,LiGGPPS.LSU和LiGGPPS.SSU的氨基酸序列与其他物种的GGPPS.LSU和GGPPS.SSU的氨基酸序列具有较高的一致性,系统进化树显示他们分别与薯蓣(Dioscorea subsp.rotundata)和深圳拟兰(Apostasia sh enzhenica)亲缘关系最近。LiGGPPS.LSU和LiGGPPS.SSU基因均定位在叶绿体中,表达量随百合的生长发育呈现先上升后下降的趋势。LiGGPPS.LSU在花被片中高量表达,LiGGPPS.SSU在花药中显著高量表达。VIGS试验显示芳樟醇、罗勒烯、月桂烯释放量下降。LiGGPPS.LSU和LiGGPPS.SSU基因对百合花香单萜类物质合成具有重要作用,本试验为进一步研究百合GGPPS以及相关代谢途径提供理论基础。

• 单位
  北京农学院