胡萝卜DcPSY2基因克隆及其在非生物胁迫响应中的表达分析

• 作者: 丁旭 张榕蓉 徐志胜 李彤 熊爱生 王雅慧
• 来源期刊: 农业生物技术学报
• 学科: 农学
• 关键词: 胡萝卜 八氢番茄红素合成酶(PSY) 基因克隆 表达分析 非生物胁迫
• 年，卷（期）: 2019,（12）
• 所属期刊栏目: 研究论文与报告
• 页码范围: 2110-2119
• 页数: 10页
• 分类号: S631.2
• 字数: 6467字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1674-7968.2019.12.003

摘要

类胡萝卜素(carotenoids)作为一种重要的营养物质,广泛存在于胡萝卜(Daucus carota)中.番茄红素(lycopene)是一种主要的类胡萝卜素,对植物生长发育和逆境响应有重要作用.八氢番茄红素合成酶(phytoene synthase,PSY)是番茄红素合成的关键酶之一.利用RT-PCR(reverse transcription PCR)技术从胡萝卜'君川红'中克隆获得ORF长为1317 bp、编码438个氨基酸的DcPSY2基因(GenBank No.NM_001329167.1).将DcPSY2与其他17种植物中PSY蛋白的氨基酸序列进行多重比对,结果显示其总体相似性为82.22％,可见PSY蛋白是高度保守的蛋白质.进化关系表明,胡萝卜DcPSY2蛋白与红木(Bixa orellana)PSY蛋白进化关系最近.胡萝卜DcPSY2蛋白是亲水性、非分泌蛋白,且无信号肽,属于类异戊二烯合成C1超级家族(isoprenoid biosyn C1 superfamily)成员,在各细胞器中均有分布.二级结构预测表明,胡萝卜DcPSY2由53.65％的α-螺旋、5.48％的β-折叠、12.79％的延伸主链和28.08％的随机卷曲组成.qRT-PCR结果显示,DcPSY2基因在高温(38℃)、低温(4℃)、干旱(200 g/L PEG6000)和高盐(200 mmol/L NaCl)4种非生物胁迫下均有明显响应.在高温和高盐胁迫下,DcPSY2基因在处理2 h后表达量达到峰值;在低温和干旱胁迫下,DcPSY2基因的表达量在处理后1 h时显著上调(P<0.05).本研究结果为DcPSY2基因在胡萝卜生长发育中的功能研究及其在抗逆育种中的应用研究提供了基础资料.