广藿香FPPS基因原核表达及茉莉酸甲酯对FPPS表达量的影响

分类： 生物学 >> 植物学 >> 应用植物学 提交时间： 2020-03-24 合作期刊: 《广西植物》

卢昌华 邓文静 曾建荣 刘键锺 张宏意 何梦玲 严寒静

摘要： 法尼基焦磷酸合酶（farnesyl diphosphate synthase, FPPS）是广藿香甲羟戊酸途径中萜类物质生物合成的关键酶，其催化异戊二烯焦磷酸( IPP) 和二甲基烯丙基焦磷酸（DMAPP）合成萜类物质前体法尼基焦磷酸。为了进一步研究广藿香萜类合成途径的分子机制，本研究通过逆转录聚合酶链式反应获得PTS基因的cDNA序列，利用生物信息学软件预测FPPS编码蛋白的理化性质、结构和功能。结果表明该序列的开放阅读框全长1 050 bp，编码349个氨基酸，预测分子量为40 KD，等电点为5.43，存在一个结构域，参与异戊二烯化合物的合成，不存在信号肽，亚细胞定位于细胞质；系统发育分析表明广藿香FPPS氨基酸序列和丹参(Salvia miltiorrhiza Bunge)、撒尔维亚（Salvia officinalis Linn）的氨基酸序列亲缘关系最近。其次，为研究其蛋白的表达情况，该文使用无缝克隆技术构建pET-32b-FPPS原核表达载体，并导入菌株BL21（DE3）中，考察不同浓度异丙基-β-D-硫代半乳糖苷（IPTG）对诱导融合蛋白的表达量的影响。结果发现融合表达蛋白以包涵体形式存在沉淀中，4个浓度的IPTG诱导蛋白表达效果差异不明显。最后，为研究茉莉酸甲酯（MeJA）对FPPS表达量的影响，该文采用荧光定量技术分析0.1、0.25 mmol·L-1 MeJA对FPPS基因表达水平的影响，发现0.1 mmol·L-1 MeJA诱导后FPPS基因的表达量的趋势是先升高后降低再升高再降低；0.25 mmol·L-1 MeJA诱导后FPPS基因的表达量的趋势是先降低后升高再降低。推测植物体内MeJA浓度的变化能影响FPPS基因的表达，高浓度具抑制作用，低浓度具促进作用。本研究为广藿香萜类合成途径的研究奠定基础，为后续基因功能验证提供理论参考。

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