华南象草Pp4CL基因的克隆及其转基因烟草木质素含量分析

• 作者: 彭小群 李有涵 李菲 柯善文 解新明 钟天秀 陈曙
• 来源期刊: 西北植物学报
• 学科: 生物学
• 关键词: 华南象草 木质素 4CL基因 转基因烟草
• 年，卷（期）: 2015,（12）
• 所属期刊栏目: 研究报告
• 页码范围: 2355-2364
• 页数: 10页
• 分类号: Q785|Q789
• 字数: 7254字
• 语种: 中文
• DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.12.2355

摘要

为探究华南象草(Pennisetum purpureum cv.Huanan)木质素合成关键酶基因的调控机制,通过同源克隆得到华南象草4-香豆酸:CoA连接酶基因(Pp4CL)的cDNA序列,长度为1 943 bp,其中编码区序列1 662 bp.Pp4CL蛋白由553个氨基酸组成,分子量为59.57 kD,等电点为5.2,属于疏水性蛋白.该蛋白含有AMP结合结构域,属于AFD Class Ⅰ超家族.在系统进化分析中,Pp4CL与At4CL1、Os4CL1遗传距离最近,聚为一支.Pp4CL氨基酸序列具有SSGTGLPKGV和GEICIRG等2个保守基序,是典型的植物4CL.构建原核表达载体pGEX-4CL,得到约88 kD的Pp4CL-GST融合蛋白,为Pp4CL酶活性测定及Western免疫印迹分析奠定了基础.同时构建植物表达载体pBA 4CL,并通过叶盘法对烟草进行了遗传转化,得到3个转基因阳性株系(OX 9、OX-7、OX-4),它们中叶柄木质素总含量分别比非转基因植株(对照)提高了10.0％、16.2％和94.6％,茎秆基部节木质素总含量分别比对照提高了0.9％、4.0％和13.5％.研究结果表明,Pp4CL蛋白与木质素合成有关,过表达Pp4CL基因能够显著提高植株木质素含量.该研究结果为华南象草木质素改良工作打下了基础,同时也为深入开展牧草分子育种提供了依据.