黄酮类物质是红花的主要活性成分,查尔酮合成酶(Chalcone synthase,CHS)是黄酮类物质合成过程中的关键限速酶.为解析红花黄酮类物质的合成途径,以大果球红花为材料,通过逆转录PCR(RT-PCR)及PCR技术克隆红花CHS(CtCHS)基因的cDNA和gDNA序列,分析其基因结构、蛋白质结构和系统进化关系,采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)方法分析CtCHS基因的组织表达模式及激素处理下的表达模式.结果表明,CtCHS基因的cDNA序列长1317bp,gDNA序列长1815 bp,由2个外显子和1个内含子构成.内含子AT含量明显高于GC含量,且明显高于外显子中AT含量,内含子序列含有类似增强子及光照、干旱胁迫响应的顺式作用元件,可能在增强基因转录中发挥作用,并可能受光照、干旱等胁迫的诱导.该基因的cDNA序列包含1个1206bp的最大开放阅读框,编码401个氨基酸,相应的蛋白质为亲水性蛋白,无信号肽序列,不存在跨膜结构,定位于细胞质.药用植物CHS系统进化分析结果表明,CtCHS与矢车菊CHS的进化关系最近,与白芨、铁皮石斛等CHS的进化关系较远,且药用植物CHS蛋白具有明显的种属特性.qRT-PCR检测结果表明,CtCHS在花中的表达量最高,初期果球和幼根中的表达量最低.不同花期,红色和白色红花中CtCHS基因的表达量呈现相同的表达趋势,均在盛花期表达量最高,但红色红花在花组织形成后期表达量最低,而白色红花在花瓣开始伸出期表达量最低.另外,CtCHS基因的表达量在红色和白色红花花组织形成初期、后期及幼茎和幼叶中差异显著,在花瓣基本伸出期差异极显著,而在其他时期、其他组织中差异不显著.激素胁迫后的表达量检测结果表明,CtCHS可响应不同外源激素处理,从而影响其表达.

红花;查尔酮合成酶;基因结构;内含子;表达分析

鲁丹丹;谭政委;杨红旗;李磊;余永亮;许兰杰;杨青;梁慧珍

河南省农业科学院芝麻研究中心,河南郑州450002

河南农业科学

[1]鲁丹丹;谭政委;杨红旗;李磊;余永亮;许兰杰;杨青;梁慧珍-.红花查尔酮合成酶基因的克隆、结构及表达分析)[J].河南农业科学,2022(09):56-67

CtCHS,1317bp,1206bp

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