北沙参异戊烯基转移酶GlIPT1基因的克隆及生物信息学分析

作者：陈泓宇 任宏伟 张玉喜 王卫青 谭玲玲 高婷

摘要：目的挖掘参与北沙参(Glehniae Radix)香豆素合成的关键酶异戊烯基转移酶(Isoprenyltransferase,IPT)基因,进一步分析该基因的序列特征及表达量模式。方法本研究摸索了一种北沙参基原植物珊瑚菜(Glehnia littoralis Fr.Schmidt ex Miq.)无菌苗制备方法,并且在珊瑚菜转录组测序数据的基础上,使用茉莉酸甲酯(MeJA)处理筛选出表达量上调的候选基因序列;利用cDNA末端快速扩增(rapid amplification of cDNA ends,RACE)技术对GlIPT1基因cDNA序列进行全长克隆;根据所得的氨基酸序列进行蛋白质理化性质、二级结构、三级结构分析;利用Clustalx及MEGA 6.0构建NJ系统进化树;利用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)方法检测该基因的组织特异性表达。结果GlIPT1基因cDNA序列全长为1296 bp,编码306个氨基酸残基,蛋白相对分子质量为34409.30 Da,等电点为5.93,属于P-loop_NTPase超家族,为亲水性蛋白。系统进化分析表明,GlIPT1与伞形科植物胡萝卜Daucus carota subsp.sativus IPT蛋白亲缘关系较近。荧光定量PCR结果显示:GlIPT1基因在珊瑚菜的花中表达量最高,其次是根,在叶中表达量较低。结论本实验为进一步研究北沙参的分子育种和利用生物技术提高香豆素产量奠定了基础,具有重要的理论价值和良好的应用前景。

关键字：北沙参异戊烯基转移酶基因RACE生物信息学分析组织特异性表达

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