利用转录组数据挖掘东紫苏单萜生物合成相关基因

目的获得东紫苏Elsholtzia bodinieri转录组数据信息,了解东紫苏挥发油单萜生物合成途径。方法采用Illumina Hiseq 2000高通量测序获得东紫苏的转录组数据,通过对数据进行组装、拼接及注释,挖掘其单萜类化合物代谢途径相关基因。结果东紫苏2个样品材料测序后共获得13.67Gb数据,91169356条高质量序列,利用Trinity组装获得93327条unigenes,平均长度1756 bp。将组装所得到的unigenes分别与NCBI官方的蛋白序列数据库(RefSeq non-redundant proteins,NR)、基因本体论数据库(gene ontology,GO)、真核生物蛋白质同源簇数据库(clusters of orthologous groups for eukaryotic complete genomes,KOG)、京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)等数据库进行BLAST比对分析。通过KEGG代谢通路分析,结果显示有2个单萜代谢相关途径,为萜类骨架生物合成(编号为ko00900)和单萜类生物合成(编号为ko00902),相关unigenes分别有11条和30条;进行实时荧光定量PCR(reverse transcription PCR,RT-PCR)和测序,成功验证6个单萜合成相关候选基因全长unigenes。结论首次对东紫苏进行高通量转录组测序分析,获得了单萜生物合成的关键酶基因,为后续基因功能的研究奠定基础。

高良姜1-脱氧-D-木酮糖5-磷酸还原异构酶cDNA克隆与表达调控

目的:克隆高良姜1-脱氧-D-木酮糖5-磷酸还原异构酶(DXR)的全长cDNA,分析其组织表达模式及茉莉酸甲酯(MeJA)的调控模式,为高良姜有效成分的基因调控及基因工程育种奠定基础。方法:应用简并引物RT-PCR和RACE技术从高良姜根茎中克隆DXR全长cDNA,运用生物信息学解析其编码的蛋白质结构,实时荧光定量PCR法分析其组织表达模式和MeJA的调控模式。结果:克隆了高良姜DXR全长cDNA序列(AoDXR),开放读码框长1 419 bp,编码的蛋白质含472个氨基酸残基、相对分子质量约51.48 kDa。推导的AoDXR氨基酸序列与其他高等植物的DXR具有高度的序列一致性(73%～99%)。AoDXR在高良姜叶片中表达量最强,而在根茎中表达量较弱。外源茉莉酸甲酯(MeJA)处理提高了根茎AoDXR的转录水平和1,8-桉油精含量。结论:AoDXR在高良姜根茎中的表达水平与1,8-桉油精的积累不一致,反应了AoDXR催化的终产物的多样性和表达调控的复杂性。外源MeJA可促进根茎AoDXR的表达和1,8-桉油精的积累,对提高药材品质有应用价值。