桑树阿槐酸5-羟化酶基因的克隆及遗传转化

阿槐酸5-羟化酶(ferulic acid 5-hydroxylase,F5H)是催化S木质素合成的关键酶。为研究桑树F5H对S木质素合成的影响,从野生川桑中克隆得到一个阿槐酸5-羟化酶基因,命名为MnF5H(GenBank登录号:KC152637)。该基因ORF为1 515 bp,编码504个氨基酸,预测蛋白质分子质量56.77 kD,等电点6.45,具有细胞色素P450单加氧酶保守结构域。系统进化树中,MnF5H蛋白与来源于桑科构属的光叶楮的同源蛋白聚在一起,表明阿槐酸5-羟化酶在进化上具有保守性。通过荧光定量PCR检测到MnF5H基因在木质化的桑树根部高量表达,暗示该基因与木质素的形成密切相关。在烟草中超量表达MnF5H基因,经组织化学染色发现S木质素合成增加,G木质素合成减少,但木质素总含量基本不变。研究结果表明该基因在控制S木质素的合成中起关键作用。