反义托品酮还原酶Ⅱ基因对三分三的遗传转化及生物碱含量测定

[目的]通过反义托品酮还原酶Ⅱ基因提高托品酮还原酶I(TRI)的表达水平,从而增加莨菪碱在三分三中的含量,为大规模开发生产托品烷生物碱提供理论基础。[方法]将携带反义托品酮还原酶Ⅱ基因的重组工程菌C58C1-p1304+-antTRⅡ采用叶盘法对三分三进行遗传转化。潮霉素筛选转基因发根,PCR检测转基因发根基因组中是否同时含有rolB、rolC和Hygr抗性基因。PCR阳性转基因发根扩大培养后,提取生物碱,并采用高效液相色谱法进行生物碱含量测定。[结果]共有9个转基因发根的基因组同时检测到rolB、rolC和Hygr抗性基因,且这9个转基因发根中的莨菪碱含量较对照有不同程度的提高。[结论]反义托品酮还原酶II基因对托品烷生物碱代谢途径起到一定程度的正调控作用。

霍山石斛托品酮还原酶基因的克隆及其表达分析

为了探究托品酮还原酶(tropinone reductase,TR)基因在石斛中的功能,该研究采用RT-PCR结合RACE技术,以霍山石斛原球茎为材料,克隆得到霍山石斛TR-I基因的cDNA序列,其在Gen Bank中的登录号为KY912085。TR-I基因的cDNA长1 043 bp,包含一个完整的共807 bp的ORF(open reading frame)(79-885),共编码268个氨基酸。生物信息学分析表明,该蛋白质可能是一种疏水性稳定蛋白质,无信号肽,不含卷曲螺旋结构,具有14个功能位点、47个潜在磷酸化位点,其二级结构由螺旋、折叠和卷曲结构组成。系统进化树分析表明,霍山石斛TR-I与铁皮石斛、金钗石斛的亲缘关系较近,处于同一分支。qPCR结果显示,TR-I基因在霍山石斛不同生长期的相对表达量均表现为茎>叶>根,且茎和叶中TR-I的表达量均随着生长期的延长呈现低–高–低的变化趋势;在不同品种中,金钗石斛的TR-I基因相对表达量最高,铁皮石斛中最低;不同浓度茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,Me JA)处理比较,100μmol/L茉莉酸甲酯处理下TR-I基因表达量最高,推测该基因可能参与霍山石斛生物碱的合成途径。