油棕甾醇合成关键酶基因DWF5的克隆及表达分析

DWARF5(DWF5)基因,编码7-脱氢胆固醇还原酶(7-dehydrocholesterol reductase),是甾醇合成的关键酶,通过调控甾醇的合成参与植物油体(oilbodies,OBS)的形成。为了探究DWF5基因对油棕果肉中油体发育的影响,以‘热油4号’为材料,提取油棕果肉的RNA,以反转录的cDNA为模板进行基因的全长克隆,获得2个EgDWF5基因并分别命名为EgDWF5-1和EgDWF5-2。运用生物信息学的方法对其理化性质、结构特点和亲缘关系等进行分析预测,利用实时荧光定量PCR对其在油棕的根、茎、叶、花及花后不同时期的果实进行表达水平分析。结果表明:EgDWF5-1和EgDWF5-2基因编码的氨基酸数量分别为434个和374个,相对分子质量为49.71kDa和42.68kDa,等电点为8.61和8.69,其蛋白不稳定指数为38.60和38.13,脂肪族指数为98.80和96.68,总平均亲水性为0.347和0.313,均具有疏水性。EgDWF5与水稻和玉米亲缘关系最近,与其他物种关系较远。qRT-PCR分析表明,EgDWF5基因在油棕的各个器官均有表达,其中EgDWF5-1基因在果肉中高表达,显著高于根、叶、花等部位,其表达趋势为花后12~18周升高,至20周时达到最高后表达量逐渐降低,这与油棕果肉中油体的发育趋势基本一致。EgDWF5-2基因在根和茎中高表达而在果肉中表达量低,其果肉中表达趋势为花后12~18周逐渐降低。因此,推测EgDWF5-1参与调控油棕的油体发育,EgDWF5-2未参与该调控而可能在油棕的生长发育中发挥功能。本研究为进一步探索EgDWF5基因调控油棕中油体的形成机制奠定基础。