暗紫贝母FPS基因克隆与表达特性分析

法尼基焦磷酸合酶(FPS)是异戊二烯生物合成途径中的一个关键酶。为探究FPS在暗紫贝母生物碱合成代谢过程中的作用,本研究利用RT-PCR和RACE技术,克隆了暗紫贝母法基尼焦磷酸合酶基因的全长cDNA序列,命名为FrFPS,GenBank登录号为KX 900485。该序列全长1333 bp,具有长度为1059 bp的完整开放阅读框,编码352个氨基酸,预测分子量40.13 kDa,等电点pH值为5.17。FrFPS基因的推导氨基酸序列含有高等植物FPS蛋白的典型保守结构域,亚细胞定位预测其在细胞质、线粒体基质空间及微体上。系统进化分析显示,暗紫贝母与铁炮百合处于同一分支,其亲缘关系最近。实时荧光定量PCR分析结果表明,FrFPS主要在鳞茎表达,且表达量随海拔梯度升高而降低,而在茎、叶中表达量很低。HPLC测定暗紫贝母鳞茎中生物碱含量,发现随海拔梯度升高生物碱含量降低。研究认为,FrFPS基因响应了对不同海拔梯度的应答。