广藿香FPPS基因原核表达及茉莉酸甲酯对FPPS表达量的影响

• 作者: 卢昌华 邓文静 曾建荣 刘键锺 张宏意 何梦玲 严寒静
• 来源期刊: 广西植物
• 关键词: 广藿香 法尼基二磷酸 无缝克隆 茉莉酸甲酯 荧光定量PCR
• 年，卷（期）: 2021,（7）
• 所属期刊栏目: 植物功能物质研究与利用 专刊|Special Issue: Plant Functional Material Research and Utilization
• 页码范围: 1155-1164
• 页数: 10页
• 分类号: Q943
• 语种: 中文
• DOI: 10.11931/guihaia.gxzw201911032

摘要

法尼基焦磷酸合酶(farnesyl diphosphate synthase,FPPS)是广藿香甲羟戊酸途径中萜类物质生物合成的关键酶,其催化异戊二烯焦磷酸(IPP)和二甲基烯丙基焦磷酸(DMAPP)合成萜类物质前体法尼基焦磷酸.为了进一步研究广藿香萜类合成途径的分子机制,该文通过逆转录聚合酶链式反应获得FPPS基因的cDNA序列,利用生物信息学软件预测FPPS编码蛋白的理化性质、结构和功能.结果表明:(1)该序列的开放阅读框全长1050 bp,编码349个氨基酸,预测分子量为40 KD,等电点为5.43,存在一个结构域,参与异戊二烯化合物的合成,不存在信号肽,亚细胞定位于细胞质;系统发育分析结果显示,广藿香FPPS氨基酸序列和丹参(Salvia miltiorrhiza)、撒尔维亚(S.officinalis)的氨基酸序列亲缘关系最近.(2)使用无缝克隆技术构建pET-32b-FPPS原核表达载体,并导入菌株BL21(DE3)中,考察不同浓度异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)对诱导融合蛋白的表达量的影响.结果发现融合表达蛋白以包涵体形式存在沉淀中,4个浓度的IPTG诱导蛋白表达效果差异不明显.(3)采用荧光定量技术分析0.10、0.25 mmol·L-1MeJA对FPPS基因表达水平的影响,发现0.10 mmol·L-1MeJA诱导后FPPS基因的表达量趋势是先升高后降低再升高再降低;0.25 mmol·L-1 MeJA诱导后FPPS基因的表达量趋势是先降低后升高再降低.因此,推测植物体内MeJA浓度的变化能影响FPPS基因的表达,高浓度具抑制作用,低浓度具促进作用.本研究为广藿香萜类合成途径的研究奠定基础,以及为后续基因功能验证提供理论参考.