花青素还原酶(ANR)是类黄酮代谢途径下游合成原花青素的关键酶,对花青素含量有一定的负调控作用.为探索ANR基因在红花(Carthamus tinctorius L.)中的序列特征及其与红花花色的关系,采用反转录PCR方法从红花中克隆ANR基因,对其进行生物信息学和系统进化分析,并检测了其在不同花色红花品种的不同组织部位及不同花期的表达量.结果表明,CtANR最长开放阅读框(ORF)为1 020 bp,编码339个氨基酸,分子量为37 958.28,理论等电点为5.87,为不稳定的亲水性蛋白,属于NADB-Rossmann超家族,二级结构主要由α-螺旋和无规卷曲组成.CtANR和刺菜蓟ANR的同源性最高,为83.98％,与刺菜蓟ANR的亲缘关系最近,与梅花、欧洲甜樱桃ANR的亲缘关系较远,模体基序相差较大.定量分析表明,红色和白色红花品种中,CtANR 基因都是在果球形成初期表达量最低,其次是根和茎中表达量较低,而在花中的表达量相对较高.在花发育的不同时期,红色红花品种中CtANR 基因的表达呈现降低-升高-降低的趋势,而白色红花品种中CtANR基因的表达呈现降低-升高的趋势.在不同花色的红花品种中,CtANR基因的表达量在花发育的S1、S3和S5时期差异极显著(P＜0.01),S4、苞片、根、叶中差异显著(P＜0.05),其他时期与其他组织中差异不显著.本研究为解析红花类黄酮生物合成的分子机制及红花花色相关基因的研究提供了理论基础.

红花;花青素还原酶;ANR;基因克隆;表达分析

鲁丹丹;谭政委;李磊;余永亮;许兰杰;杨红旗;董薇;梁慧珍

河南省农业科学院芝麻研究中心,河南郑州 450002

核农学报

[1]鲁丹丹;谭政委;李磊;余永亮;许兰杰;杨红旗;董薇;梁慧珍-.红花花青素还原酶基因ANR的克隆及表达分析)[J].核农学报,2022(03):517-526

CtANR,刺菜蓟

红花,花花,花青素还原酶,酶基因,表达分析,类黄酮,黄酮代谢,代谢途径,原花青素,关键酶,花青素含量,负调控,Carthamus,tinctorius,序列特征,花色,系统进化分析,不同组织,组织部位,不同花期,开放阅读框,ORF,bp,分子量,等电点,亲水性,NADB,Rossmann,超家族,二级结构,无规,卷曲,同源性,亲缘关系,梅花,欧洲甜樱桃,较远,模体,基序,花发育,表达呈现,S1,S3,S5,S4,苞片,他组织,生物合成,色相,基因克隆

0.335791