阳春砂3个萜类合酶基因启动子的克隆及其参与萜类调控的分析

• 作者: 赵海莹 李萌 林晓静 赵圆圆 梁慧琳 叶泽萍 杨锦芬
• 来源期刊: 中草药
• 关键词: 启动子 阳春砂 萜类合酶 萜类化合物 茉莉酸甲酯
• 年，卷（期）: 2021,（4）
• 所属期刊栏目: 药材与资源|Medicinal Materials
• 页码范围: 1117-1127
• 页数: 11页
• 分类号: R282.12
• 语种: 中文
• DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2021.04.025

摘要

目的 获得药用植物阳春砂Amomum villosum萜类合酶基因AvBPPS(bornyl diphosphate synthase)、AvLIS(linalool syntlase)和AvHUS(humulene synthase)的启动子,探究其顺式作用调控元件参与萜类合成的调控.方法 从阳春砂叶片基因组DNA(genomicDNA,gDNA)中分别克隆获得AvBPPS、AvLIS和AvHUS的gDNA序列,据此设计特异引物,再通过FPNI-PCR(fusion primer and nested integrated PCR,FPNI-PCR)方法分别克隆其启动子并进行生物信息学分析,结合转录组及对应萜类含量数据,分析其较为关键的顺式作用调控元件与萜类调控的关系.结果 获得AvBPPS、AvLIS和AvHUS的gDNA长度分别为2374、2295、2362 bp,均包含相应基因的完整编码区和7个外显子.进一步克隆获得470、934、762 bp的启动子.AvBPPS启动子含有参与胚乳表达的顺式作用调控元件GCN4-motif,结合基因表达量的分析,该顺式作用调控元件调控了AvBPPS在阳春砂药用部位种子中的特异表达,进而影响了主要药效萜类成分龙脑、乙酸龙脑酯等在种子中的积累.AvLIS和AvHUS启动子均含有参与茉莉酸甲酯(methyljasmonate,MeJA)反应的顺式作用调控元件,转录组和萜类含量的分析显示AvLIS响应高浓度MeJA的诱导,而AvHUS没有表现出对MeJA的响应.结论 首次从药用植物阳春砂的启动子中发现了参与胚乳表达和MeJA反应的调控元件,为深入探究萜类合成关键酶的种子表达特异性和对MeJA响应的机制提供了基础,为萜类代谢的调控提供了操作元件.