茶树GGPS基因家族的克隆、生物信息学和表达分析

• 作者: 方洁 李春芳 马春雷 陈亮
• 学科: 农学
• 关键词: 茶树 牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合酶 三维结构模型 表达分析
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 页码范围: 130-138
• 页数: 8页
• 分类号: S571.1,Q52
• 语种: 中文

摘要

牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合酶（Geranylgeranyl diphosphate synthase,GGPS）是萜类合成途径的结构酶，对植物生长发育具有重要意义。本研究通过RACE和RT-PCR方法克隆得到5条潜在的茶树GGPS序列，分别命名为CsGGPS1-4和CsGGPS9，其中CsGGPS9存在3条等位基因，分别是CsGGPS9-1、CsGGPS9-2和CsGGPS9-3，在系统进化树上与其他基因分成两支。蛋白质序列分析表明，茶树GGPS家族成员都具有polyprenyl_synt结构域，不存在信号肽序列。亚细胞定位预测结果显示，CsGGPS1、CsGGPS2和CsGGPS4定位在叶绿体上，CsGGPS3和CsGGPS9定位在线粒体上。通过Swiss Model进行三维建模，结合“three-floor”模型对茶树GGPS家族成员的功能进行预测，预测结果显示，CsGGPS1、CsGGPS2和CsGGPS4是GGPS；CsGGPS3是异源二聚体形式的牻牛儿基焦磷酸合酶的小亚基；CsGGPS9的催化主产物是碳链数大于30的异戊烯基焦磷酸。qRT-PCR分析表明，CsGGPS1整体表达丰度较低，仅在一芽二叶中表达量稍高；CsGGPS2在茶树各个组织中均有表达，在花中表达量最高，且花发育过程中表达量先上升后下降；CsGGPS3在叶和幼根中的表达量高于花，花发育过程中表达平稳；CsGGPS4在茶树各个组织中表达量数值相近，在花发育过程中表达量变化趋势与CsGGPS2相同；CsGGPS9的表达量在成熟叶中显著低于幼嫩叶片。