卷叶贝母法尼基焦磷酸合酶FPPS基因的克隆及表达分析

分类： 生物学 >> 植物学 提交时间： 2018-03-26 合作期刊: 《广西植物》

李锐 陈晓仪 张阳 张甜甜 赵琦

摘要： 克隆卷叶贝母（Fritillaria cirrhosa）中与生物碱合成途经相关的关键酶法尼基焦磷酸合酶基因（farnesyl diphosphate synthase, FPPS），并对其进行生物信息学分析，利用荧光定量PCR（qRT-PCR）检测其表达变化，为后续卷叶贝母FPPS基因功能研究打下基础。该研究基于转录组测序结果，通过PCR技术克隆川贝母FPPS基因（FcFPPS）开放阅读框（Open Reading Frame，ORF）序列，运用生物信息学方法对该基因进行分析，预测其编码蛋白的结构与功能，并通过qRT-PCR检测FcFPPS基因在野生鳞茎和再生鳞茎（通过激素组合刺激获得的组织培养物）中的表达情况，以及利用煎煮法测定野生鳞茎和再生鳞茎的总生物碱含量。结果表明：获得了1 059 bp的FcFPPS ORF片段，编码352个氨基酸，并与NCBI上公布的麝香百合、虎眼万年青、春兰等植物FPPS蛋白的相似性达85%以上；对FcFPPS蛋白的二级、三级结构预测发现FcFPPS蛋白主要由α螺旋构成；qRT-PCR与总生物碱含量测定实验表明FcFPPS基因的表达水平与总生物碱含量的变化趋势一致，都是再生鳞茎高于野生鳞茎。FcFPPS蛋白质特征区及同源性等生物信息学分析结合qRT-PCR的测定结果证明FcFPPS可能是一个有生物学功能的蛋白质，该研究为后续利用基因工程手段提高卷叶贝母中生物碱含量奠定了理论基础。

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