红肉火龙果液泡转化酶基因HpVIN1的克隆、表达和酶活性鉴定

文献类型： 中文期刊

第一作者： 郑乾明

作者： 郑乾明;晏霜;王红林;解璞;马玉华

作者机构：

关键词： 火龙果;液泡转化酶基因;蔗糖分解;亚细胞定位;酵母表达

期刊名称： 热带作物学报

ISSN： 1000-2561

年卷期： 2024 年 45 卷 012 期

页码： 2524-2533

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 液泡转化酶（vacuolar invertase,VIN）不可逆地分解蔗糖生成葡萄糖和果糖，是可溶性糖代谢的关键酶，参与植物的生长发育、产量品质形成和抵御逆境。为探讨VIN基因在红肉火龙果（Hylocereuspolyrhizus）可溶性糖代谢中的生理功能，从果实中克隆HpVIN1基因，开展序列比对、系统进化、基因表达、亚细胞定位、酵母生长互补分析和蔗糖分解活性检测。基于RT-PCR(reverse transcription-polymerase chain reaction)扩增获得HpVIN1基因，其开放阅读框（open reading frame,ORF）长度为1935 bp，编码644个氨基酸。序列分析表明，HpVIN1含有转化酶催化蔗糖分解的关键结构域，且在N端含有液泡定位的相关序列。系统进化分析表明HpVIN1与猕猴桃、枇杷、苹果和葡萄的VINs具有较近的亲缘关系。实时荧光定量PCR检测表明，HpVIN1在茎和果实转色期（花后20～25 d）的表达量较高，果实成熟期（花后30 d）表达微弱。HpVIN1融合绿色荧光蛋白在拟南芥叶肉原生质体瞬时表达表明HpVIN1定位于液泡膜和液泡。HpVIN1在蔗糖利用缺陷的酵母株系过表达，恢复酵母以蔗糖为唯一碳源的生长，证明HpVIN1具有蔗糖分解活性。酵母总蛋白的离体催化实验表明，HpVIN1分解蔗糖产生葡萄糖和果糖，蔗糖分解活性在pH4.0时最大，并随pH的升高快速降低。研究结果表明，位于液泡内的HpVIN1具有分解蔗糖产生葡萄糖和果糖的酶活性，参与红肉火龙果茎和果实转色期的可溶性糖代谢。

分类号： S667.9

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