甘薯IbGL3 的克隆和表达分

摘要: 紫肉甘薯富含花青素，具有较高的食用和药用价值。花青素的生物合成受到结构基因和调节基因的控制。bHLH（basic helix-loop-helix protein）转录因子能够调节多个花青素结构基因基因的表达，在花青素生物合成途径中具有重要的调控作用，但目前在甘薯中还没有关于bHLH调控花青素生物合成的相关报道。本研究根据甘薯转录组数据，利用RT-PCR技术在甘薯中克隆了一个2 120 bp的bHLH基因IbGL3，该基因包含一个1 878 bp的开放阅读框，编码625个氨基酸，蛋白质分子量69.08 k D，理论等电点(pI)5.20。IbGL3蛋白和其他植物中类黄酮合成相关的bHLH蛋白具有较高的同源性，都包含保守的MIR区、bHLH结构域和ACT类似结构域。系统发育进化树分析结果显示，IbGL3与其他植物类黄酮相关bHLH蛋白聚为一类，属于Ⅲf 亚类成员。表达结果显示，IbGL3基因在深紫色甘薯中的表达量最高，在浅紫色甘薯中的表达量次之，而在白肉甘薯中表达量最低, 与花青素积累正相关，推测其在甘薯花青素生物合成途径中具有重要的调控作用。该研究结果有助于进一步了解IbGL3在甘薯花青素生物合成的功能和作用机理，为甘薯花青素生物合成遗传改良奠定基础。