棕色棉类黄酮3′-羟化酶基因(F3′H)的克隆及色素合成途径中相关基因表达特性研究

• 作者: 刘海峰 宋武 李晓波 李艳红 梁明炜 肖向文 陆雪莹 鲁春芳
• 来源期刊: 农业生物技术学报
• 学科: 农学
• 关键词: 类黄酮3'-羟化酶 棕色棉 RACE
• 年，卷（期）: 2011,（5）
• 所属期刊栏目: 研究报告
• 页码范围: 808-815
• 分类号: S562
• 字数: 6697字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1674-7968.2011.05.004

摘要

为探讨花色苷途径在彩棉色素形成中的作用及彩棉色素形成规律,本研究根据葡萄(Vitis vinifera 的类黄酮3'-羟化酶(flavonoid 3'-hydroxylase,F3'H)基因全长cDNA序列blast所得棉花(Gossypium hirsutum)的EST序列(GenBank登录号:DT545210,CO071403和BG447485)设计引物,以开花后16d的新彩棉5号(XC-5)纤维为材料,采用RACE(rapid amplification of cDNA ends)和RT-PCR方法分离得到了2个类黄酮3'-羟化酶基因的全长cDNA序列,长度为1 761和1 892 bp,均含有一个97～1 629 bp、长度为1 533 bp的开放阅读框,编码510个氨基酸,将这两个序列命名为GhF3'H-1和GhF3'H-2,分别提交GenBank,登录号为HM598123和HM598124,此2个序列编码区完全相同,仅在3'非翻译区(UTR)存在片段长短的差异.半定量RT-PCR检测花色苷合成途径中查尔酮合成酶(chalcone synathase,CHS)基因、F3'H、类黄酮3',5'-羟化酶(flavonoid 3',5'-hydroxylase,F3'5'H)基因在不同色泽的棕色品种中时空表达特性,结果显示,CHS和F3'5'H'基因在白棉和彩棉中花、纤维和胚珠中均有着较高水平的表达,而F3＇H基因主要在开花后1d胚珠中有一定表达,在纤维和花瓣中基本不表达.研究结果认为,棕色棉纤维色素形成与花色苷的合成可能存在相关性,进一步揭示了彩棉色素形成的基本机制,为用基因工程手段改良彩棉色彩提供了基础.