金丝楸CbuCYP71D15基因克隆及表达分析

【目的】通过对金丝楸CbuCYP71D15基因的分子特征和表达模式进行研究分析,为揭示CbuCYP71D15基因在金丝楸心材颜色形成过程中的作用提供参考依据。【方法】基于金丝楸木材样本的转录组数据,采用常规PCR扩增技术克隆获得CbuCYP71D15基因的编码区序列(CDS)全长,利用ProtParam,Protscale,PSORT Prediction等在线工具对CbuCYP71D15基因进行基础生物信息学分析。根据转录组数据,探究CbuCYP71D15基因在边材中的表达水平。同时,采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)的方法分析该基因在金丝楸不同组织部位中的表达模式。【结果】成功克隆得到长为1497 bp的CbuCYP71D15基因序列,生物信息学分析显示该基因编码498个氨基酸,相对分子量为56.5 kD,理论等电点为9.16,是稳定的亲水蛋白,其二级结构主要由α螺旋(46.18%)和无规则卷曲(34.34%)组成,存在跨膜区段。通过序列比对及系统进化分析发现,CbuCYP71D15基因所编码的氨基酸序列与芝麻的同源序列相似度最高,同源蛋白遗传关系最近,且CYP71Ds在进化过程中是保守的,CbuCYP71D15蛋白具有细胞色素P450超家族特征的保守结构域及血红素结合位点,属于CYP71家族。转录组数据分析显示CbuCYP71D15基因在边材中的表达水平与1,4-萘醌类化合物在边材中的表达趋势一致。qRT-PCR分析表明,CbuCYP71D15基因在金丝楸各组织部位均有表达,在边材中表达水平最高,根中表达水平最低。【结论】CbuCYP71D15基因可能在金丝楸心材呈色物质的合成代谢过程中起到羟化作用,可为进一步解析CbuCYP71D15基因在金丝楸中的生物学功能提供依据。