砀山酥梨果实COMT基因的克隆和表达分析

梨果实石细胞的发育和木质素的合成、转运及沉积密切相关。咖啡酸氧甲基转移酶(COMT)是木质素合成途径中的1种关键酶,主要参与紫丁香基木质素(syringyl lignin,S-木质素)的生物合成。本研究以砀山酥梨果实为材料,利用RT-PCR技术并结合RACE方法,得到砀山酥梨COMT基因的全长c DNA,命名为Pb COMT(Gen Bank登录号为KC905086)。该基因全长1 371 bp,开放阅读框为1 098 bp,编码365个氨基酸。进化树分析发现砀山酥梨COMT蛋白具有很高同源性,与苹果的相似性达到94%。将该基因重组到表达载体p ET-32a(+)中进行原核表达,电泳检测到1条大约60.0 k D的外源蛋白,与预测的融合蛋白分子量相符。荧光定量表达分析得知,梨果实Pb COMT基因表达量变化与木质素的含量变化趋势基本一致,并且和石细胞发育规律有很大的相关性。本研究为阐明梨石细胞发育分子机理奠定基础,为分子调控石细胞含量、改善梨果实口感提供了科学依据。

砀山酥梨果实F5H表达与石细胞发育的分析

薄壁细胞次生壁木质化是石细胞形成的关键,石细胞团聚合主要受木质素单体组分及官能团含量的影响。阿魏酸5-羟化酶(F5H)是木质素合成途径中的一种关键酶,主要调控紫丁香基木质素(S木质素)单体的生物合成。本研究以砀山酥梨果实为材料,利用RT-PCR和RACE技术,得到砀山酥梨F5H全长c DNA,命名为Pb F5H(Gen Bank登录号为KC852907)。Pb F5H全长1 978 bp,其开放阅读框为1 551 bp,编码516个氨基酸,推测蛋白分子量是58.4 k Da,等电点为6.49。进化树分析表明,砀山酥梨F5H蛋白与其他物种具有很高同源性,与苹果的相似性达到96%。相关性分析表明,砀山酥梨木质素含量与石细胞含量和Pb F5H表达量高度正相关。且砀山酥梨Pb F5H参与调控梨果实S木质素单体的合成,影响木质素G/S比值。