丹参4-(5′-二磷酸胞苷)-2-C-甲基-D-赤藓醇激酶的cDNA全长克隆及其诱导表达分析

本文首次从丹参毛状根中克隆得到了丹参4-(5′-二磷酸胞苷)-2-C-甲基-D-赤藓醇激酶(简称为SmCMK)的编码基因的全长cDNA序列,GenBank注册号:EF534309。KEGG软件分析表明:SmCMK位于二萜类化合物生物合成的上游途径——非甲羟戊酸途径(DXP),是DXP途径上唯一的激酶。所克隆的SmCMK基因序列全长1 493 bp,包括完整的开放阅读框(open reading frame,ORF),推测编码396个氨基酸的多肽,分子质量为43.302 kDa,等电点(pI)值为6.78;含有71 bp的5′非转译区(5′UTR)和232 bp的3′非转译区(3′UTR)。末尾具有完整的AATAA加尾信号和PolyA结构,说明所克隆基因的序列较为完整。经序列比对分析表明,SmCMK与其他植物CMK激酶家族具有较高的同源性。实时荧光定量PCR结果显示该基因受茉莉酸甲酯(MJ)诱导后表达水平显著升高,与丹参酮类成分含量受MJ诱导后的增加趋势一致,初步证明了SmCMK基因表达量与丹参酮类成分的积累之间的关系,为进一步研究丹参酮类成分的次生代谢调控机制奠定了基础。

基于丹参功能基因的道地品质形成的分子机制

目的:探讨丹参功能基因单核苷酸多态性(SNP)和丹参有效成分之间的关系以及丹参药材产地特异性品质形成的分子机制。方法:以8个不同产地及变型的丹参为研究对象,采用高效液相色谱(HPLC)方法得到不同产地丹参成分指纹图谱,同时对丹参酮代谢途径中的3个功能基因丹参乙酰CoA酰基转移酶(SmAACT),4-diphosphocytidyl-2-C-methyl-Derythritol kinas(SmCMK),丹参异戊烯焦磷酸异构酶(SmIPPI)的cDNA全长进行聚合酶链式反应(PCR)扩增、克隆测序以及生物信息学分析。结果:获得了8个产地及变型共23株丹参样品中3个功能基因SmAACT,SmCMK,SmIPPI的cDNA全长序列。通过对3个功能基因的SNP位点及氨基酸多态性序列分析,分别发现18,16和14个SNP位点。HPLC指纹图谱可以将8个产地的丹参聚为两大类,北京、湖北、山东白花、山西、河南、山东紫花样品聚为一支,河北与内蒙古样品聚为另一支,这也说明丹参成分变化趋势与地理距离关联不大,而变型及品种因素对质量差异的贡献率较高。结论:不同产地丹参具有明显的遗传分化趋势,并形成了各自的产地特异性基因型。通过探讨不同产地丹参药材特异性品质形成的分子机制,为保证临床用药的稳定有效奠定基础,同时为丹参优良品种选育提供指导。