维药新塔花(Ziziphora bungena)zbHDS基因克隆及组织表达分析

对维药新塔花(Ziziphora bungena)萜类化合物生物合成途径中,关键酶1-羟基-2甲基-2-(E)-丁烯基-4-二磷酸合成酶HDS基因克隆,进行组织表达特异性分析,为研究新塔花萜类化合物生物合成途径与基因调控提供基础。结合新塔花转录组数据库,根据编码区序列设计引物,通过RT-PCR方法对Z. bungena基因HDS (zbHDS)的编码区cDNA进行克隆,对其进行相关生物信息学分析,通过Real-Time进一步分析其组织表达特异性。RT-PCR扩增了一个长2 465 bp的zbHDS (登录号:MG065856)基因片段,含一个2 229 bp的开放阅读框,编码742个氨基酸。进化树分析结果显示,与丹参(Salvia miltiorrhiza)具有较近的亲缘关系。Real-Time PCR结果显示zbHDS基因在各器官中均有表达,在茎和叶中表达量较高,根和花中表达量相对较低。本研究首次从新塔花中克隆HDS基因并获得其编码区序列,zbHDS基因具有组织表达特异性,为进一步研究新塔花中萜类化合物生物合成途径提供数据支持。

新塔花查耳酮合成酶基因克隆及表达分析

目的克隆新塔花Ziziphora bungena黄酮类化合物生物合成途径中关键酶查耳酮合成酶(chalcone synthase,CHS)基因,对其进行组织表达特异性分析,构建原核表达载体并进行重组蛋白诱导表达。方法结合新塔花转录组数据设计特异性引物,通过RT-PCR克隆新塔花查耳酮合成酶zbCHS基因,对其进行生物信息学分析,通过RT-PCR进一步分析其组织表达特异性,构建原核表达载体pET28a-chs,并转化至BL21(DE3)感受态细胞,经异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)诱导重组蛋白的表达。结果zbCHS基因长1226 bp,包含一个长度为1176 bp的开放阅读框,编码319个氨基酸,其理论相对分子质量为42848.37。该编码蛋白定位于细胞质中,不存在跨膜区及信号肽,为非分泌蛋白,有1个糖基化位点和31个磷酸化位点。α-螺旋是该蛋白多肽链中大量的结构元件,散布于整个肽链之中。系统进化树分析表明,新塔花zbCHS基因与丹参、藿香、紫苏等亲缘关系最为接近。RT-PCR结果显示zbCHS基因在各组织中均有所表达,在叶中表达量较高,花相对表达量次之,根、茎中表达量相对较低。原核表达载体pET28a-chs在BL21(DE3)感受态细胞表达系统中,经IPTG诱导后,有明显的重组蛋白表达,其相对分子质量为42800,与预测相符合。结论通过对zbCHS基因的全长cDNA克隆、组织表达特异性分析和原核表达载体的构建,为进一步研究zbCHS基因在新塔花黄酮类化合物生物合成与基因调控提供依据,最终为该药材品质的提升奠定基础。