紫花苜蓿MsSQE1的克隆及对皂甙合成的功能分析

• 作者: 崔会婷 康俊梅 张俏燕 张铁军 杨青川 王珍 蒋旭 龙瑞才
• 来源期刊: 中国农业科学
• 关键词: 紫花苜蓿 鲨烯环氧酶基因(MsSQE1) 苜蓿皂甙 实时荧光定量PCR
• 年，卷（期）: 2020,（2）
• 所属期刊栏目: 作物遗传育种·种质资源·分子遗传学
• 页码范围: 247-260
• 页数: 14页
• 字数: 9341字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2020.02.003

摘要

[目的]鲨烯环氧酶(squalene epoxidases,SQE)是苜蓿皂甙合成途径中的一种限速酶,与苜蓿皂甙的合成密切相关.通过对苜蓿鲨烯环氧酶(MsSQE1)基因的克隆及在苜蓿中过表达,探究鲨烯环氧酶对皂甙合成的作用机制.[方法]以模式植物蒺藜苜蓿鲨烯环氧酶基因序列设计引物,同源克隆苜蓿MsSQE1.对MsSQE1进行生物信息学分析;通过基因枪轰击技术,使MsSQE1在洋葱表皮瞬时表达,进行亚细胞定位.利用qRT-PCR方法分析该基因在根、茎、叶中的表达水平,以及在紫外辐射、ABA和GA3条件下的表达模式.在茉莉酸甲酯(MeJA)的诱导下,分析MsSQE1的转录水平,及对苜蓿皂甙含量的影响.利用根癌农杆菌转化体系,获得过表达MsSQE1的阳性转基因植株,并测定转基因植株的皂甙含量.[结果]克隆了MsSQE1的cDNA序列,开放阅读框1578 bp,编码525个氨基酸,等电点为8.59.同源性比对分析,其氨基酸序列与蒺藜苜蓿中SQE1氨基酸序列同源性为98.6％,与拟南芥的同源性为80％.亚细胞定位显示,MsSQE1可能定位于细胞膜.组织特异性表达分析显示,MsSQE1在叶中的表达量最高,茎中次之,根中的表达量最低.在紫外辐射、ABA和GA3的诱导表达显示,紫外辐射诱导24 h,叶中表达量最高;GA3(50μmol·L-1)和ABA(100μmol·L-1)处理,均为8 h叶中表达量最高;MeJA处理能诱导MsSQE1表达量上调的同时苜蓿总皂甙含量也随着MsSQE1表达的上调而增加.分析过表达MsSQE1转基因苜蓿和转空载体苜蓿株系发现,MsSQE1的表达水平和总皂甙含量均升高,其中MsSQE1的表达水平是对照的3.11—9.45倍,总皂甙含量比对照提高14.26％—28.05％,暗示MsSQE1是苜蓿皂甙合成途径中的一种关键调节酶.[结论]从豆科牧草紫花苜蓿中克隆了MsSQE1并进行功能分析.在苜蓿中过表达MsSQE1能增加苜蓿总皂甙含量,暗示MsSQE1的表达影响苜蓿皂甙的生物合成,可能对皂甙的合成有重要的调节作用.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张铁军	中国农业科学院北京畜牧兽医研究所	46	389	11.0	17.0
2	康俊梅	中国农业科学院北京畜牧兽医研究所	81	1022	17.0	29.0
3	张俏燕	中国农业科学院北京畜牧兽医研究所	2	3	1.0	1.0
4	龙瑞才	中国农业科学院北京畜牧兽医研究所	24	185	7.0	13.0
5	王珍	中国农业科学院北京畜牧兽医研究所	16	171	6.0	13.0
6	蒋旭	中国农业科学院北京畜牧兽医研究所	4	2	1.0	1.0
7	崔会婷	中国农业科学院北京畜牧兽医研究所	6	2	1.0	1.0