红花1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合成酶基因CtDXS1的克隆及表达分析

1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合成酶(1-deoxy-D-xylulose-5-phosphate synthase,DXS)是2-C-甲基-D-赤藓糖醇-4-磷酸(2-C-methyl-D-erythritol-4-phosphate,MEP)途径中的第一个关键酶,在植物萜类化合物生物合成中起着重要作用。为了明确红花DXS基因的序列特征和表达特点,结合红花转录组数据,以豫红花1号为试验材料,首次克隆得到1个红花DXS基因的全长cDNA序列,命名为CtDXS1,并对其进行生物信息学分析和基因表达特点分析。结果表明,红花CtDXS1基因的开放阅读框(ORF)长2136 bp,编码711个氨基酸,其蛋白质分子质量是76503.10 u,蛋白质保守区预测表明,CtDXS1具有典型的转酮醇酶家族功能结构域。系统进化分析显示,CtDXS1与来自黄花蒿的DXS亲缘关系最近,属于DXS基因家族的Ⅰ类基因。组织特异性表达分析表明,CtDXS1基因在苞片中表达量最高,其次是叶和茎,在其他组织部位中表达量较低;不同花色红花基因表达定量分析表明,CtDXS1基因在黄色红花中表达量较高;干旱、低温胁迫能够诱导CtDXS1基因表达上调;茉莉酸甲酯(MeJA)能诱导CtDXS1基因的表达,而赤霉素(GA3)和脱落酸(ABA)对CtDXS1基因表达有一定的抑制作用。构建原核表达载体pET28-CtDXS1并转化至大肠杆菌Transetta(DE3)进行原核表达,成功表达了CtDXS1重组蛋白。

芥蓝1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合成酶基因BaDXS1的克隆及原核表达

本研究以芥蓝为实验材料,采用同源克隆的方法分离出Ba DXS1基因,其开放阅读框为2 139 bp,编码712个氨基酸。理化性质分析表明,Ba DXS1蛋白的分子量为77.21 ku,等电点p I为8.59,不含跨膜区域,位于植物细胞叶绿体内。氨基酸序列比对发现,芥蓝DXS1与甘蓝、拟南芥、烟草、番茄等植物的DXS蛋白序列的一致性达到79%以上;系统进化树分析显示,芥蓝DXS1与甘蓝DXS的亲缘关系最近。构建原核表达载体p EASY-Blunt E1-Ba DXS1,并对其进行诱导表达,发现该蛋白在大肠埃希菌体内主要以包涵体的形式存在。

滇龙胆1-脱氧-D-木酮糖5-磷酸合酶基因的克隆与表达分析

旨在克隆滇龙胆1-脱氧-D-木酮糖5-磷酸合酶基因GrDXS,并进行表达分析。以滇龙胆转录组为基础,采用RTPCR技术从滇龙胆幼叶克隆GrDXS基因,并进行原核表达和组织特异性表达分析。滇龙胆GrDXS基因(登录号:KJ624995)全长2145bp,编码714个氨基酸;GrDXS蛋白相对分子质量76.75kD,pI为6.93;属于DXS家族成员,可能定位于叶绿体;主要由α-螺旋和无规则卷曲构成;具有DXS蛋白的4类保守结构域:焦磷酸硫胺素结合折叠域(IPR029061,69-425、366-555、87-268、315-407、407-558)、类转酮酶嘧啶结合结构域(IPR005475,394-559、394-555)、转酮酶C端/丙酮酸铁氧还蛋白氧化还原酶结构域II(IPR009014,568-704,572-704)、转酮酶C端结构域(IPR005476,573-696)和1个转酮酶结合位点(IPR020826,500-516);与长春花CrDXS蛋白亲缘关系最近;GrDXS基因在大肠杆菌中表达的重组蛋白相对分子质量约为100kD,与预期蛋白大小一致;GrDXS基因主要在叶中表达。

蛇足石杉1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸还原异构酶(HsDXR1)基因克隆与表达分析

基于本实验室已获得的蛇足石杉转录组数据,获得一个编码1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸还原异构酶(1-deoxy-D-xylulose-5-phosphate reductoisomerase,DXR)的转录本,分析其开放阅读框序列,发现该转录本编码全长为1 440 bp的蛇足石杉DXR基因(HsDXR1),含有479个氨基酸残基。采用RT-PCR方法获得了HsDXR1全长,并对HsDXR1编码蛋白的理化性质、结构域及三维结构进行预测分析。结果显示HsDXR1编码蛋白的预测分子量为51.496 1 kDa,等电点为6.44;不含信号肽和跨膜区;亚细胞定位预测表明该蛋白最可能定位于叶绿体;具有DXR蛋白典型的结构域。实时荧光定量PCR检测HsDXR1基因在蛇足石杉的茎中表达量最高,其次为根,在叶中表达量最低。本研究获得了蛇足石杉HsDXR1基因的编码区序列,为进一步研究HsDXR1在蛇足石杉萜类化合物生物合成途径中的功能奠定基础。

烟草1-脱氧木酮糖-5-磷酸合成酶(DXS)基因全长cDNA的克隆及表达分析

利用反转录聚合酶链式反应(RT-PCR)结合快速扩增cDNA末端(RT-PCR)技术克隆了烟草1-脱氧木酮糖-5-磷酸合成酶(DXS)基因的全长cDNA(GenBank accession number: CBA12009)。序列分析表明该基因全长2386 bp,含有一个编码718个氨基酸残基的开放阅读框(ORF)。根据cDNA序列预测的蛋白质的理论等电点和分子量分别为7.31和77.413 kDa。该蛋白与辣椒和番茄的DXS的氨基酸序列的同源性分别达到96%和95%。对来自10种植物(包含烟草)的DXS的聚类分析显示,烟草的DXS与辣椒和番茄的DXS同属一个支系。Northern杂交分析显示,DXS基因在叶片和幼茎中表达水平最高,而在根和花器官中表达水平很低,这表明该基因的产物可能在绿色组织中参与次生物质的代谢。该基因cDNA序列的获得为通过基因工程途径改良烟叶香气品质奠定了基础。

香鳞毛蕨1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合酶基因的克隆及表达分析

1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合酶(DXS)是甲基-D-赤藓醇-4-磷酸(MEP)途径中控制影响植物萜类化合物合成的第一个限速酶。该研究对香鳞毛蕨(Dryopteris fragrans)DfDXS基因进行序列特征及生物信息学分析,并通过qRT-PCR技术分析其在外源激素、干旱、盐胁迫、高温及低温处理下的表达模式,旨在探究DfDXS基因在香鳞毛蕨萜类生物合成及抗逆机制中的作用,为进一步解析香鳞毛蕨抗逆分子机制奠定基础。结果显示:(1)DfDXS1基因全长2139 bp,编码712个氨基酸,而DfDXS2全长2160 bp,编码719个氨基酸;结构域分析显示,其具有典型的转酮醇酶保守域,包含焦磷酸硫胺素结合位点和转酮醇酶结构域;DfDXS氨基酸序列与江南卷柏(Selaginella moellendorffii)和银杏(Ginkgo biloba)的DXS等关系较近。(2)水杨酸(SA)处理下,DfDXS基因的相对表达量先升高后降低;脱落酸(ABA)抑制DfDXS的表达;DfDXS1/2在茉莉酸甲酯(MeJA)处理下相对表达水平均显著高于对照;乙烯利(Eth)抑制DfDXS的表达,但DfDXS1处理3 h时表达水平显著高于对照。(3)聚乙二醇(PEG)、高温和低温均诱导DfDXS1上调表达。研究推测,香鳞毛蕨DXS基因在萜类物质合成与逆境胁迫机制中发挥着重要的作用。

卷叶贝母1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合成酶基因的克隆与表达分析

【目的】MEP途径是合成生物碱、萜类物质前体的重要途径之一,1-deoxy-D-xylulose-5-phosphate synthase (DXS)是MEP途径中的第1个限速酶。为了解卷叶贝母DXS的结构和功能特点,本研究利用分子生物学手段对其进行分析,以期为贝母生物碱合成途径研究打下基础。【方法】采用PCR技术克隆卷叶贝母FcDXS基因开放阅读框(Open Reading Frame,ORF)序列,运用生物信息学方法对其进行序列分析,预测其潜在的功能。通过荧光定量PCR(qRT-PCR)技术检测FcDXS基因在野生状态(根、茎、叶、鳞茎)和组培诱导物(愈伤组织)中的表达情况。【结果】获得了2151 bp FcDXS基因ORF片段,编码716个氨基酸,并与NCBI公布的砂仁等植物DXS蛋白相似性达80%以上;在Fc DXS蛋白的二级、三级结构预测中,得出Fc DXS蛋白主要由α螺旋构成; qRTPCR检测结果表明FcDXS基因在野生状态下鳞茎表达量最高,激素诱导状态的愈伤组织表达量则是野生鳞茎的5倍。【结论】Fc DXS蛋白质特征区及同源性等生物信息学分析表明该蛋白的结构域较保守,结合荧光定量分析结果证明,Fc DXS是一个有生物学功能且受激素诱导表达的蛋白质。本研究为后续利用基因工程手段提高卷叶贝母生物碱含量奠定了理论基础。

2,4-二硝基苯肼柱前衍生高效液相色谱法测定1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合酶稳态动力学参数

利用含羰基化合物与2,4-二硝基苯肼在酸性条件下反应得到的产物腙对紫外-可见光有吸收的特性,采用柱前衍生高效液相色谱法测定了1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合酶稳态动力学参数。酶反应产物1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸在碱性磷酸酶的作用下生成去磷酸化产物1-脱氧-D-木酮糖,然后与2,4-二硝基苯肼衍生成腙。衍生化反应的适宜条件为:HClO4浓度为1.5%,反应温度37℃,反应时间60 min,2,4-二硝基苯肼与1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸的摩尔比为6∶1。色谱条件:0～17 min,40%～80%甲醇;18～20 min,40%甲醇。结果表明,本方法具有较高的灵敏度和良好的线性关系,1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸的检出限为1.0 mg/L,在0.005～1.0 g/L范围内线性相关系数为0.999,相对标准偏差小于5.0%(n=3),标准回收率为102.22%。用本方法测得的1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合酶稳态动力学参数Km、Vmax和Kcat与文献报道一致。

决明1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合酶和1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸还原异构酶的功能鉴定与表达分析

本研究根据决明三代转录组测序获得的1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合酶(CoDXS)和1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸还原异构酶(CoDXR)基因的全长序列设计特异性引物,PCR扩增获得CoDXS、CoDXR基因的OFR,构建原核表达载体pTrc-CoDXS、pTrc-CoDXR在含有质粒PAC-BETA的TOP10重组菌中进行表达,通过TOP10的菌斑颜色变化来验证CoDXS和CoDXR基因的功能。利用实时荧光定量PCR来检测CoDXS、CoDXR基因在决明不同组织中以及六种胁迫条件下的表达情况。研究结果表明CoDXS、CoDXR基因的OFR分别为2127、1416 bp,编码的氨基酸数目分别为708、471,功能鉴定结果显示含有CoDXS、CoDXR基因编码区的TOP10菌斑呈现出深橘黄色;CoDXS基因的表达趋势为:花>茎>种子>叶>根,CoDXR基因的表达趋势为:叶>花>茎>根>种子。对CoDXR和CoDXS基因在不同的胁迫条件下的相对表达量检测分析发现,在盐胁迫条件下:CoDXS基因的表达量整体呈现出下降趋势,CoDXR基因的表达量波动范围较小;在ABA胁迫条件下:CoDXS基因的表达量呈现出先下降上升趋势,CoDXR基因的表达量呈现出上升趋势;在MeJA胁迫条件下:CoDXR和CoDXS基因的表达量均呈现出先下降后上升的趋势;在PEG6000胁迫条件下:对CoDXS基因表达量的影响较小,CoDXR基因的表达量呈现出上升趋势;在高温胁迫条件:CoDXS基因呈现出下降趋势,对CoDXR基因的表达影响较小;低温胁迫条件下:CoDXR和CoDXS基因的表达均呈现出下降趋势。

滇龙胆1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸还原异构酶基因GrDXR的克隆、序列分析与原核表达

目的从滇龙胆Gentiana rigescens幼叶中克隆萜类合成关键酶1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸还原异构酶基因GrDXR,进行序列分析和原核表达。方法根据滇龙胆转录组中GrDXR基因序列,设计引物,通过RT-PCR扩增得到GrDXR开放阅读框(ORF)序列,并进行TA克隆、测序和序列分析;构建原核表达载体pGEX-4T-1-GrDXR,转入大肠杆菌Rosetta(DE3)中,在IPTG诱导下进行表达。结果 GrDXR ORF全长1 425 bp,编码474个氨基酸。序列分析表明,GrDXR基因是DXR家族成员;蛋白质序列系统发育分析表明,GrDXR与萝芙木RvDXR、橡胶树HbDXR和长春花CrDXR亲缘关系较近。构建pGEX-4T-1-GrDXR重组质粒,获得稳定的原核表达体系。SDS-PAGE结果表明所表达蛋白与预期蛋白大小一致。结论克隆了GrDXR基因,建立其稳定的原核表达体系,为进一步纯化GrDXR蛋白,研究其结构和功能奠定基础。

辣椒CaDXS和CaPDS基因沉默的表型比较

【目的】沉默辣椒CaDXS和CaPDS基因,比较分析两者白化表型的差异,寻找新的辣椒沉默标记基因。【方法】利用双酶切克隆技术构建CaDXS和CaPDS基因的沉默载体;通过农杆菌介导转化侵染辣椒,观察辣椒的沉默表型;采用实时荧光定量PCR技术检测CaDXS和CaPDS基因的沉默效率。【结果】农杆菌浸润21 d后,沉默CaDXS基因的辣椒叶片出现褪绿症状,沉默CaPDS基因的辣椒叶片出现白化。农杆菌浸润30 d后,沉默CaDXS基因的辣椒叶片出现较为明显的白化;沉默CaPDS基因的辣椒叶片白化程度加剧,新叶近乎白化。与CaDXS基因相比,沉默CaPDS基因导致的辣椒白化表型更明显和高效。沉默组辣椒叶片中CaDXS和CaPDS基因的表达量均显著降低(P<0.05),沉默效率分别为86.80%和93.08%,表明辣椒CaDXS和CaPDS基因被成功沉默。【结论】CaDXS基因可以作为辣椒的沉默标记基因,但沉默CaPDS基因的辣椒白化表型出现更早且明显,因此,CaPDS基因比CaDXS基因更适合作为辣椒沉默标记基因。

荆芥1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合成酶基因克隆及生物信息学分析

目的克隆荆芥1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合成酶(1-deoxy-D-xylulose 5-phosphate synthase,StDXS)基因,并进行生物信息学分析。方法根据荆芥转录组数据获得的StDXS基因序列设计特异性引物,通过RT-PCR技术获得StDXS基因cDNA的全长序列,并进行生物信息学分析。结果荆芥StDXS基因全长2177 bp,包含一个长度为2157 bp的开放阅读框,编码718个氨基酸,其理论相对分子质量为77240,等电点为6.32,定位于叶绿体,不存在跨膜区及信号肽,为非分泌蛋白。同源系统进化树分析表明,该序列与同科植物鼠尾草的DXS基因进化关系较近,均属于DXS1亚家族。密码子偏性分析表明,该基因偏好使用以A/T结尾的密码子,具有28个偏性密码子,烟草为该基因最适合的外源表达宿主。结论成功克隆荆芥StDXS基因并进行生物信息学分析,为从分子水平调控荆芥的生长发育和改善药材产量和品质提供理论基础。

广藿香DXS基因克隆及表达分析

1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合酶(DXS)是调控萜类合成途径中MEP途径的第一个关键酶,为探究广藿香DXS基因参与其主要萜类成分广藿香醇合成调控的分子机制,本研究依据本课题组前期获得的转录组DXS基因序列,以广藿香cDNA为模板,克隆得到PcDXS基因,对其进行生物信息学分析,构建pET-28a-PcDXS原核表达载体诱导蛋白表达,并采用荧光实时定量PCR法检测广藿香根、茎、叶、芽中DXS基因表达情况。结果表明,从广藿香叶中克隆到开放阅读框全长为2151 bp和1908 bp的PcDXS1、PcDXS2基因序列,分别编码716、635个氨基酸。预测PcDXS1蛋白分子量78.33 kDa,为稳定非跨膜非分泌蛋白,主要定位于叶绿体;PcDXS2蛋白分子量67.92 kDa,为不稳定非跨膜非分泌蛋白,主要定位于叶绿体。PcDXS1、PcDXS2均含有DXP_synthase_N、Transket_pyr和Transketolase_C结构域模块,属于DXS超家族。PcDXS1、PcDXS2分别与半枝莲、糙苏的DXS基因序列具有较高同源性。使用异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)诱导的PcDXS1、PcDXS2融合蛋白主要在沉淀中表达。PcDXS1、PcDXS2基因表达量均在根中最低,PcDXS1基因在叶中显著高表达,PcDXS2基因在叶、芽、茎中高表达。本研究结果可为后续深入研究DXS基因在广藿香萜类化合物合成途径中的生物学功能及广藿香萜类代谢途径的基因调控奠定基础。

香樟1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合酶基因的克隆与表达分析

本研究通过克隆香樟植物的1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合酶(DXS)基因,进行生物信息学分析,为香樟DXS基因的功能及其表达调控提供基础。根据香樟转录组数据中注释为DXS的核苷酸拼接序列,设计特异性引物,进行香樟DXS基因的克隆,应用荧光定量PCR方法分析DXS基因在香樟根、茎和叶中的表达量。克隆获得香樟DXS基因,其c DNA序列长度为2333 bp,开放读码阅读框(ORF)为2187 bp,编码728个氨基酸,含有转酮醇酶等3个保守结构域。香樟DXS蛋白定位于叶绿体,是一个不含信号肽、无跨膜结构域的亲水性稳定蛋白,且蛋白二级结构主要为α-螺旋和无规则卷曲。通过氨基酸序列同源性分析发现,香樟DXS氨基酸序列与黄兰和鱼腥草的DXS氨基酸序列相似性较高,均为85%。分子进化树结果表明,香樟DXS蛋白与黄兰DXS蛋白亲缘关系较近。组织特异性表达分析结果显示,DXS在香樟叶与茎中的表达量高于根。成功克隆获得香樟DXS基因,研究结果为进一步探讨香樟DXS基因在萜类物质生物合成途径中的作用提供理论依据。

农杆菌介导银杏遗传转化体系的建立及Gb-DXR基因表达载体的构建

[目的]为提高农杆菌介导的银杏遗传转化效率提供参考。[方法]以成熟的银杏种子胚为外植体,在无激素MS培养基上预培养48h后,采用3种农杆菌介导将GUS基因导入银杏胚中,经过组织化学染色法检测到GUS瞬时表达活性,对影响GUS基因表达的因素进行初步分析;并构建了银杏内酯前体合成途径上1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸还原异构酶(DXR)的表达载体。[结果]该研究得到较合适的遗传转化方案,即用银杏胚作为外植体,用携带pCAMBIA1304+的EHA105农杆菌进行侵染,共培养3d,进行GUS染色,结果显示转化后GUS阳性率较高。[结论]该研究为进一步的银杏转基因研究工作奠定了基础。

农杆菌介导银杏遗传转化体系的建立及Gb-DXR基因表达载体的构建(摘要)(英文)

[目的]为提高农杆菌介导的银杏遗传转化效率提供参考。[方法]以成熟的银杏种子胚为外植体,在无激素MS培养基上预培养48 h后,采用3种农杆菌(C58C1、LBA4404和EHA105)介导将GUS基因导入银杏胚中,经过组织化学染色法检测到GUS瞬时表达活性,对影响GUS基因表达的因素进行初步分析;并构建了银杏内酯前体合成途径上1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸还原异构酶(DXR)的表达载体。[结果]该研究得到较合适的遗传转化方案,即用银杏胚作为外植体,用携带pCAMBIA1304+的EHA105农杆菌进行侵染,共培养3 d,进行GUS染色,结果显示转化后GUS阳性率较高。[结论]该研究为进一步的银杏转基因研究工作奠定了基础。

植物萜类合成关键基因DXS研究进展

萜类物质是自然界中广泛存在的一类天然化合物,对植物、动物和人类都有重要价值。1-脱氧木酮糖-5-磷酸合成酶(DXS)对萜类物质合成调控起关键作用,是2-C-甲基-D-赤藻糖醇-4-磷酸(MEP)途径的第一个酶,也是该途径的一个限速酶,亚细胞定位于类囊体中,具有质体转运肽序列和3个功能结构域:TPP结合结构域、转酮醇酶结构域和嘧啶结合结构域,可用高效液相色谱法测定其活性。目前已从178种植物中克隆分离到DXS基因,按蛋白同源性可分为3类:DXS1、DXS2和DXS3。DXS基因表达具有组织特异性、昼夜节律性,与花朵、果实发育程度和品种有关。转外源或内源DXS基因的植株过表达或抑制表达都会引起植物光合色素(如叶绿素和类胡萝卜素)、内源激素(如脱落酸和赤霉素)和单萜等萜类物质含量的改变。重点综述了DXS蛋白的特性、基因的类型、基因表达、调控和遗传转化方面的研究进展,以期为植物育种和代谢调节提供理论和实践参考。

茉莉酸甲酯对雨生红球藻虾青素含量和dxs基因表达的影响

雨生红球藻是一种能产生重要次生代谢产物———虾青素的单细胞绿藻,茉莉酸甲酯(MeJA)等诱导因子可促进植物次生代谢产物的积累。以雨生红球藻为研究对象,研究了不同浓度MeJA对雨生红球藻细胞生长、虾青素含量和dxs基因表达的影响。结果表明,MeJA在抑制雨生红球藻细胞生长和总虾青素产量的积累的同时,却能促进雨生红球藻单位细胞虾青素的合成能力。当MeJA浓度为800μmol/L时,单位细胞虾青素合成能力可达1.75×10-9mg,相比对照组(1.42×10-9 mg)增加23.24%。RT-PCR分析结果表明,dxs基因的表达受MeJA的诱导,800μmol/L MeJA处理条件下,dxs基因的表达水平最高。相关分析结果表明,MeJA作用下的雨生红球藻虾青素含量和dxs基因表达量呈正相关,推断dxs基因可能是雨生红球藻虾青素合成的一个关键酶基因,这为进一步通过代谢工程策略提高雨生红球藻虾青素含量提供了一个靶点,也为虾青素规模化生产和探讨虾青素积累的分子机理提供参考。

薰衣草DXS基因的克隆、表达分析及原核表达

【目的】研究拟克隆薰衣草DXS基因,并分析其表达,为揭示该基因在调控薰衣草萜类物质合成中的分子机理提供研究基础。【方法】以薰衣草杂花为试材,同源克隆薰衣草DXS基因,进行基因序列分析、表达量比较和原核表达。【结果】(1)薰衣草DXS基因开放阅读框长为2181 bp,编码由726个氨基酸组成的蛋白质序列;薰衣草DXS蛋白等电点为6.57,分子量约为78.39 KDa,具有高度的保守性,与狭叶薰衣草、冬凌草、毛喉鞘蕊花的DXS蛋白亲缘关系相近;(2)DXS基因在杂花花器官的衰败期表达量最高,在法国蓝花器官的盛开期表达量最高,DXS基因在杂花花器官五个不同发育时期的表达量均高于法国蓝;DXS基因在杂花花萼中表达量最高,在法国蓝雄蕊中表达量最高,DXS基因在杂花花器官5个不同组织表达量均高于法国蓝(雌蕊、雄蕊除外);(3)在37℃、IPTG 0.8 mM条件下诱导4 h后,DXS蛋白表达量最大。【结论】DXS基因表达量与薰衣草精油产量存在正相关关系。

东北雷公藤DXR HMGR基因克隆及生物信息学分析

目的:克隆东北雷公藤萜类物质生物合成关键酶基因3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A reductase,HMGR)基因和1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸还原异构酶(1-deoxy-D-xylulose-5-phosphate reductoisomerase,DXR)基因全长,并对其进行生物信息学分析。方法:根据东北雷公藤转录组数据,设计特异性引物,采用聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)技术克隆东北雷公藤DXR、HMGR基因编码区的全长序列,并进行一系列生物信息学分析。结果:成功克隆东北雷公藤DXR、HMGR基因各1条,分别命名为TrDXR和TrHMGR,两者分别长1410、1770 bp,编码469个和589个氨基酸。TrDXR为亲水性蛋白,亚细胞定位在叶绿体,无跨膜结构,转运肽定位于叶绿体,含有2个结合功能域和2个活性位点基序;TrHMGR为疏水性蛋白,亚细胞定位在内质网,有跨膜结构,无转运肽,含有4个结合功能域。TrDXR和TrHMGR与不同物种同源序列的相似性高,保守性强。结论:克隆获得TrDXR、TrHMGR基因cDNA全长,并对其生物功能进行了初步预测,为基因功能鉴定及东北雷公藤萜类物质分子形成机制研究奠定基础。