龙州凤仙花ImLHY和ImC4H基因克隆及表达分析

作者：赵潞秋; 张晓丽; 李凡; 谭弋; 石万磊; 黄美娟^*; 黄海泉^*

来源：南方农业学报, 2023, 1-13.

• 龙州凤仙花
• 彩斑
• 表型测定
• LHY基因
• C4H基因
• 表达分析

【目的】分析龙州凤仙花旗瓣和翼瓣的彩斑区与非斑区颜色差异，克隆晚期下胚轴蛋白基因(LHY)和肉桂酸-4-羟基化酶基因(C4H)，为深入其对彩斑形成的分子调控机制提供参考。【方法】以龙州凤仙花为材料，测定其旗瓣和翼瓣的彩斑区与非斑区色度值以及总花色苷和总黄酮含量，对LHY和C4H基因进行克隆及表达分析。【结果】旗瓣和翼瓣彩斑区a*值(红度值)和C*(彩度值)均高于非斑区，L*(亮度值)为非斑区大于彩斑区；旗瓣彩斑区b*(黄度值)高于旗瓣非斑区，而翼瓣彩斑区与非斑区的b*(黄度值)差异较小，且旗瓣和翼瓣的彩斑区总花色苷和总黄酮含量均高于非斑区。LHY和C4H基因的cDNA全长序列分别为1698 bp和1518 bp，分别编码565和505个氨基酸残基，将其命名为ImLHY (GenBank No.OR096417)和ImC4H (GenBank No.OR096418)。生物信息学分析表明：ImLHY和ImC4H基因均为亲水性不稳定蛋白，均不具有跨膜结构域；ImLHY基因属于MYB超家族，定位于细胞核中，ImC4H基因属于P450超家族，定位于内质网上。同源性分析表明，两者的氨基酸序列与喜马拉雅凤仙花的相似性达68%和94%；系统进化分析表明，两者均与喜马拉雅凤仙花亲缘关系最近，并分别与其聚在一支。实时荧光定量PCR检测结果表明，2个基因在花发育的3个关键时期(花苞期、盛花期和衰败期)及旗瓣和翼瓣的彩斑区与非斑区均有表达，且在盛花期的表达量最高；在盛花期时，ImLHY和ImC4H基因在旗瓣的表达量均为彩斑区高于非斑区，在翼瓣均为非斑区表达量高于彩斑区。【结论】ImLHY和ImC4H基因在盛花期时主要调控旗瓣彩斑形成，而在翼瓣主要调控非斑区形成，推测旗瓣和翼瓣的彩斑形成存在不一样的调控机制。

• 单位
  西南林业大学