甘草CHS基因家族鉴定、表达特性分析及其与甘草查尔酮A积累的关系研究

• 作者: 何梦媛 姚华 李国治 杨茂 沈海涛
• 来源期刊: 植物生理学报
• 关键词: 甘草 甘草查尔酮A GuCHS 基因家族鉴定 生物信息学分析
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 研究报告|Original Papers
• 页码范围: 141-154
• 页数: 14页
• 语种: 中文
• DOI: 10.13592/j.cnki.ppj.2021.0349

摘要

查尔酮合成酶(CHS)是植物黄酮类化合物合成途径中的关键限速酶,与植物类黄酮化合物的合成有密切关系.为了解甘草(Glycyrrhiza uralensis) CHS基因家族与甘草查尔酮A(licochalcone A)合成、积累的关系,本文研究了非生物胁迫下不同时间的甘草不同部位中甘草查尔酮A含量,进行了CHS基因家族表达特性和生物信息学分析.结果 显示,甘草查尔酮A主要在甘草地下部分中积累,非生物胁迫明显提升地下部分甘草查尔酮A含量,其在盐胁迫处理6h组的含量是对照组(O h组)的2.41倍,而在聚乙二醇(PEG)胁迫2h组的含量是对照组的1.76倍.基于对上述材料的转录组测序数据分析结果,发现有20个序列注释为CHS基因.其中,有14个GuCHS基因具有完整的读码框,且这些CH基因具有时空表达差异性.非生物胁迫诱导地下部分中的GuCHS基因上调,GuCHS1、GuCHS4和GuCHS5经胁迫诱导后表达量最高分别为对照的31.3倍、25倍和35倍,在处理2h组和12h组上调最为明显,而GuCHS2仅在PEG胁迫下明显上调,表达量变化趋势与甘草查尔酮A含量变化趋势相似.14个GuCHS基因的生物信息学分析显示,GuCHS1、GuCHS2、GuCHS4和GuCHS5较其他GuCH基因的启动子区域包含更多的G-box元件、MYC结合位点,故推测胁迫处理诱导茉莉酸、脱落酸等应激响应因子合成,调控地下部分GuCHS1、GuCHS2、GuCHS4和GuCHS5表达,提升甘草中甘草查尔酮A含量.本研究结果为优化甘草栽培体系、提升栽培甘草品质、探究GuCHS基因在甘草中的功能以及对甘草查尔酮A合成及调控机制提供研究基础.