三种花色黄芩中F3'5'H基因的克隆及表达分析
郭凤丹1
尹鑫1
张翠翠1
刘梦钰2
赵秋晨1
孙新茹1
王淑1
管仁伟1
林慧彬1
1.山东省中医药研究院中药资源研究所,山东 济南 2500142.山东中医药大学药学院,山东 济南 250355
摘要：类黄酮 3',5'-羟化酶(flavonoid 3',5'-hydroxylase,F3'5'H)是花青素合成途径中催化形成蓝色飞燕草素的关键酶.本研究通过RT-PCR方法,从蓝紫花、玫红花、白花黄芩中克隆得到F3'5'H基因的全长序列,分别命名为SbF3'5'H-b、SbF3'5'H-r、SbF3'5'H-w.经序列比对,SbF3'5'H-r基因较SbF3'5'H-b/w缺失 7 bp,导致蛋白翻译提前终止.生物信息学分析显示,三个SbF3'5'H蛋白均属于细胞色素P450 家族,定位在内质网.SbF3'5'H-B/W蛋白具有典型的CYP450保守序列,包括富含脯氨酸基序"LPPGP"、底物识别位点SRS1～6、折叠锁定基序"E××R"、血红素结合基序"PFGAGRRICAG"及预测的羟化活性位点CR1 和CR2.而SbF3'5'H-R蛋白由于序列缺失影响二级、三级结构,并导致CYP450 结构域不完整,C端缺少多个维持酶活性的保守基序.基于F3'5'H蛋白序列的系统进化分析结果显示,黄芩与同为唇形科的丹参、一串红等亲缘关系最近,聚在一个分支,与单子叶植物亲缘关系较远.基因表达分析结果显示,SbF3'5'H在白花中整体表达最高,其次是蓝紫花,玫红花中整体表达最低;不同花发育阶段比较,SbF3'5'H基因均呈现出先升高后降低的趋势,在中蕾期表达量最高,其次是幼蕾期,盛花期表达量最低,蓝紫和白花黄芩不同花发育阶段间差异显著或极显著.本研究结果可为进一步研究不同花色黄芩中SbF3'5'H基因的功能差异、揭示黄芩花色变异的分子机理奠定理论基础.
关键词：黄芩花色类黄酮3’5’-羟化酶基因克隆生物信息学分析表达分析
分类号：S567.239(经济作物)Q781(基因工程（遗传工程）)
资助基金：山东省中医药科技发展计划项目(Q-2022083)山东省中医药研究院科研孵化基金项目(2022SACM-4)中央本级重大增减支项目(2060302)山东省科技型中小企业创新能力提升工程项目(2022TSGC1059)山东省科技型中小企业创新能力提升工程项目(2023TSGC0444)济南市农业应用技术创新计划项目(CX202112)
论文发表日期：2024-10-28
在线出版日期：2026-05-22（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 1-9 )
英文信息