艾草β-石竹烯合成酶AaCPS基因克隆、亚细胞定位与表达分析

文献类型： 中文期刊

第一作者： 程湘

作者： 程湘;明玥;游景茂;石召华;汪波;万定荣;林先明;徐燃

作者机构：

关键词： 艾草;β-石竹烯合成酶;序列分析;原核表达;实时荧光定量PCR;亚细胞定位

期刊名称： 世界科学技术(中医药现代化)

ISSN： 1674-3849

年卷期： 2024 年 26 卷 005 期

页码： 1223-1232

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 目的 对艾草Artemisia argyi β-石竹烯合成酶基因(β-caryophyllene synthase,AaCPS)进行全长克隆、亚细胞定位与表达模式分析,为艾草倍半萜生物合成途径中的基因功能解析奠定基础.方法 基于艾草转录组数据筛选注释为CPS的基因,采用PCR方法克隆获得目的基因cDNA的全长,对其编码区进行生物信息分析;构建原核表达载体,转化至大肠杆菌中进行诱导表达;构建绿色荧光蛋白(GFP)融合表达载体,利用农杆菌侵染烟草叶片的瞬时表达法进行亚细胞定位分析;运用实时荧光定量PCR(Real-time PCR)技术分析不同采收期(4月、5月、6月、7月)AaCPS基因表达模式,HS-SPME-GC-MS测定β-石竹烯含量并进行相关性分析.结果 从艾草中克隆得到的AaCPS基因开放阅读框(Open reading frame,ORF)为1647 bp,编码548个氨基酸,相对分子质量为63 667 Da,等电点为5.40,含Terpene_synth和Terpene_synth_C保守结构域.系统进化分析显示AaCPS蛋白与同科植物黄花蒿CPS蛋白的亲缘关系最近.SDS-PAGE结果证实在75 000-120 000 Da出现目的蛋白条带(包含28 132 Da的标签蛋白),说明所获基因能够成功表达出蛋白;亚细胞定位显示其编码蛋白位于细胞质中;实时荧光定量PCR结果表明AaCPS基因表达量呈上升趋势,在7月达到最高.HS-SPME-GC-MS结果显示β-石竹烯含量从4月逐渐升高,在6月达到最高,与4-6月AaCPS基因表达量趋势总体一致.结论 通过对AaCPS基因的克隆与分析,为进一步研究该基因在艾草倍半萜物质生物合成途径的功能鉴定奠定基础.

分类号： R285

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