荸荠查尔酮异构酶基因的克隆与表达分析

查尔酮异构酶(CHI)是植物黄酮合成途径的关键酶,为了研究鲜切荸荠贮藏过程中表面黄化的机理,利用RACE技术对荸荠CHI基因编码区cDNA全长进行克隆,并分析其在不同组织和鲜切荸荠贮藏过程中的表达。结果表明,荸荠CHI基因(CwCHI)cDNA序列长度为1003 bp(GeneBank:MG719238),含有一个744 bp的最大开放阅读框,其DNA包含3个内含子和4个外显子。Cw CHI可编码247个氨基酸,经预测其分子量为26.410 kD,理论等电点为4.89。Cw CHI蛋白的二级结构以α-螺旋为主,占38.06%。通过多重比对发现,CwCHI具有该家族特有的保守结构域,决定底物偏好性的第201位氨基酸为Ser,与其他Ⅰ型CHI蛋白相同。系统进化分析表明CwCHI与油棕榈和菠萝的CHI蛋白亲缘关系较近。荧光定量PCR分析表明,CwCHI基因在荸荠皮中的表达量最高,而在荸荠肉中的表达最低。鲜切荸荠黄化过程中CHI活性和CwCHI表达量快速上升,水杨酸处理抑制了CHI活性的上升和CwCHI的表达。

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荸荠CCoAOMT基因的克隆与表达分析

咖啡酰辅酶-A-O-甲基转移酶(CCoAOMT)是植物木质素合成的关键酶之一。为探明CCoAOMT在荸荠木质素单体合成过程中的作用,本研究利用RACE技术在荸荠球茎中克隆CCoAOMT基因的全长序列,并对其在不同组织和鲜切荸荠贮藏过程中的表达进行分析。结果表明,克隆得到荸荠CCoAOMT基因cDNA全长1 302 bp,将此基因命名为CwCCoAOMT,其GenBank登录号为MG719240。该序列包含一个786 bp的最大开放阅读框,可编码261个氨基酸,其DNA中包含4个内含子和5个外显子。该蛋白的分子量为29.17kD,理论等点为5.21。CCoAOMT蛋白二级结构中α-螺旋占37.55%,无规则卷曲占35.63%,延伸链占19.16%,β-折叠结构占7.66%。序列比对和系统进化树分析表明,Cw CCoAOMT蛋白与其它植物CCoAOMT蛋白序列相似度较高,其中与慈竹的亲缘关系最近。通过各组织表达特性分析发现,CwCCoAOMT在荸荠皮中的表达最高,在荸荠肉中的表达最低。在鲜切荸荠贮藏过程中CwCCoAOMT的表达呈快速上升趋势,而水杨酸处理能显著抑制CwCCoAOMT表达上升。本实验结果可为控制鲜切荸荠黄化的研究提供理论依据。