石榴4-香豆酸辅酶A连接酶基因的克隆和表达分析

4-香豆酸辅酶A连接酶(4-coumarate-CoA ligase,4CL)是木质素合成途径的关键酶。该研究以‘红玉石籽’(Punica granatum cv.Hongyushizi)石榴为试验材料,采用RACE和RT-PCR方法获得4CL同源基因Pg4CL。Pg4CL基因cDNA全长2 121bp,编码544个氨基酸;序列比对和功能域分析发现,Pg4CL包含有2个保守域SSGTTGLPKGV和GEICIRG;系统进化树分析显示,Pg4CL与其他物种起源相同,而与赤桉Ec4CL亲缘关系最近。荧光定量PCR分析表明,Pg4CL基因在叶、果皮、种皮和茎等组织中均有表达,其中果皮和叶片中表达量较高,种皮中表达量最低;Pg4CL基因在6个石榴品种的种皮中均有表达,其中在‘突尼斯软籽’中表达较高,‘会理软籽’表达量最低;Pg4CL基因在‘红玉石籽’籽粒的不同时期均有表达,在15~60d相对表达量逐步上升,并在60d时达到最高;75d以后表达量急剧下降,仅维持较低水平表达。     

桂花查尔酮异构酶OfCHI基因的克隆与表达分析

查尔酮异构酶CHI是花青素苷合成途径中的关键酶。为了解桂花花青苷的合成机理,该研究对3个桂花品种的花青苷含量进行了测定。结果显示:(1)‘橙红丹桂’花中的花青苷含量最高,‘金桂’和‘早银桂’中花青苷含量较低。(2)利用RACE和RT-PCR方法获得了桂花查尔酮异构酶基因(OfCHI)的全长cDNA序列1 069bp,该基因编码248个氨基酸,相对分子量为26.85kD,等电点为6.34。(3)多重序列比对显示,OfCHI与金花茶CnCHI、忍冬LjCHI、石榴PgCHI的相似性分别为68.13%、65.86%和63.53%,氨基酸序列中含有CHI蛋白的活性位点Thr47、Tyr108、Met115以及Ser192;系统进化树分析表明,OfCHI与其他物种起源相同,而与油橄榄OeCHI亲缘关系最近。(4)利用qRT-PCR对不同桂花品种、不同组织中OfCHI的表达量检测结果显示,OfCHI在‘橙红丹桂’花中表达量最高,在‘金桂’和‘早银桂’中表达量较低;OfCHI在‘橙红丹桂’、‘金桂’和‘早银桂’的花、茎、叶中均有表达,且表达趋势相同,均为叶中表达量最高。该研究为揭示桂花青素苷的合成机理奠定了理论基础,并为培育不同花色的桂花新品种提供了基因专利。