滇龙胆GrHDR 基因的克隆与表达分析

分类： 生物学 >> 植物学 >> 应用植物学 提交时间： 2020-04-03 合作期刊: 《广西植物》

杜波 蔡传涛 张霁

摘要： 龙胆苦苷（gentiopicroside）是中药龙胆中的主要药效成分，属于萜类化合物的衍生物。1- 羟基-2- 甲基-2- （ E ） - 丁烯基-4- 二磷酸还原酶（ 1-hydroxy-2-methyl-2-butenyl-4-diphosphate reductase），HDR 是萜类物质合成途径中的关键酶。为探讨不同光照条件下滇龙胆HDR（GrHDR）基因的表达与龙胆苦苷含量之间的关系，以滇龙胆叶片cDNA 为模板，采用PCR 和TA 克隆技术获得GrHDR 基因序列，对该序列进行生物信息学分析和表达分析，并采用高效液相色谱法测定龙胆苦苷含量，对该基因表达与龙胆苦苷含量进行比较。结果表明：GrHDR 基因（GenBank 登录号： KJ917165.1）全长1 398 bp，编码465 个氨基酸，推定GrHDR 蛋白是亲水且稳定的，相对分子质量是52 281.25 Da，理论等电点是5.32；该蛋白属于LYTB 蛋白家族，可能定位于叶绿体上，无信号肽，二级结构主要由α-螺旋（45.16%），β-转角（6.24%）、无规卷曲（33.98%）、延伸链（14.62%）构成；GrHDR 蛋白序列与同属植物秦艽的HDR 蛋白相似性最高（95.71%）；实时荧光定量PCR 结果显示GrHDR 基因在滇龙胆中的表达量为：根> 叶> 茎，而在10%、30%、100%全光光照条件下各组织的表达量有很大差异；高效液相色谱法结果显示，不同光照条件下龙胆苦苷含量一致，均为：根> 叶> 茎，其中100%全光光照下，药用部位根中龙胆苦苷含量达到7.141%，约是30%、10%全光光照条件的两倍，但该结果与同一光照条件下GrHDR 基因表达规律不完全一致。本研究为阐述HDR 基因功能及其与龙胆苦苷含量的关系提供参考。

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