灰毡毛忍冬Lm4CL基因克隆及表达分析

• 作者: 乔中全 王晓明 曾慧杰 刘思思 蔡能 彭继庆 黄益智 李永欣
• 来源期刊: 中南林业科技大学学报
• 关键词: 灰毡毛忍冬 Lm4CL 绿原酸 表达分析 RACE
• 年，卷（期）: 2021,（5）
• 所属期刊栏目: 生物学
• 页码范围: 122-132
• 页数: 11页
• 分类号: S718.43
• 语种: 中文
• DOI: 10.14067/j.cnki.1673-923x.2021.05.014

摘要

[目的]克隆灰毡毛忍冬4CL基因,分析其在不同组织间的表达水平及与绿原酸含量的相关性.[方法]以灰毡毛忍冬转录组4CL候选基因为参考,采用RACE技术克隆4CL基因全长,并对其理化性质、保守结构域等进行生物信息学分析;用荧光定量PCR方法分析其在不同组织、不同发育阶段的表达特性;采用HPLC法测定灰毡毛忍冬叶、茎和花中绿原酸含量;构建表达载体pCold-Lm4CL,转化大肠杆菌BL 21(DE3),IPTG诱导表达后SDS-PAGE检测.[结果]从灰毡毛忍冬中分离出两个4CL基因,分别命名为Lm4CL1和Lm4CL2,分别编码538和560个氨基酸;氨基酸序列分析表明,Lm4CLs包含4-香豆酸:辅酶A连接酶中的Box I和BoxⅡ保守结构域及大多数保守的活性位点,而Lm4CL2中的Box I和BoxⅡ有4个氨基酸发生改变;Lm4CL1是没有跨膜结构域的不稳定蛋白,Lm4CL2是有两个跨膜结构域的稳定蛋白.系统发育分析表明,这两个同源基因处于不同的类别,Lm4CL1属于Ⅰ类,Lm4CL2属于Ⅱ类.通过建立三维结构模型分析了Lm4CL蛋白的结构特征,为了解Lm4CL的结构特征提供了基础信息.表达模式分析结果表明,Lm4CL1基因在不同组织、不同发育阶段的表达水平与Lm4CL2基因明显不同.基因表达量与绿原酸含量相关性分析显示,Lm4CL1基因的表达量与绿原酸含量呈负相关(r=-0.63),Lm4CL2基因的表达量与绿原酸含量呈正相关(r=0.94).SDS-PAGE结果显示,Lm4CL1蛋白的大小与预测的蛋白相对分子质量基本一致.[结论]推测Lm4CL1基因与灰毡毛忍冬木质素的合成有关,Lm4CL2基因与灰毡毛忍冬的绿原酸合成有关.