农业生物技术学报

作者：李紫瑶, 刘冰, 胡增辉, 吴静, 冷平生

单位：1 北京农学院 园林学院,北京 102206; 2 北京农学院,城乡生态环境北京实验室,北京 102206

关键词：牡丹,牡丹1-脱氧木酮糖-5-磷酸还原酶(PsDXR)基因,牡丹2-甲基赤藓糖-2,4-环二磷酸合成酶(PsMCS)基因,基因克隆,表达分析,亚细胞定位,

萜烯类化合物是牡丹(Paeonia suffruticosa)的主要花香成分,1-脱氧木酮糖-5-磷酸还原酶(1- deoxyxylulose-5-phosphate reductoisomerase, DXR)和2-甲基赤藓糖-2,4-环二磷酸合成酶 (2-C- methylerythritol-2, 4-cyclodiphosphate synthase, MCS)作为2-C-甲基-D-赤藓糖醇-4-磷酸(2-C-methyl-D-erythritol 4-phosphate, MEP)途径中的关键酶,在植物萜烯合成中起着重要作用。为探究 PsDXR 和 PsMCS 基因在牡丹萜烯合成途径中的作用,本研究以牡丹'皇冠' cDNA为模板,克隆了 PsDXR (GenBank No. ON092613)和 PsMCS 基因(GenBank No. ON092614),对其进行了生物信息学分析和亚细胞定位,并通过 qRT-PCR 分析了其在牡丹'皇冠'不同花发育时期和组织中的表达。结果显示,PsDXR 和 PsMCS 基因 cDNA 编码全长分别为 1 401 和 702 bp,分别编码 466 和 233 个氨基酸。2 个基因编码的蛋白均为稳定亲水性蛋白,PsDXR 蛋白具有DXP_reductoisom 和 DXP_redisom_C保守结构域,PsMCS蛋白具有 MECDP 特有结构域。亚细胞定位结果显示 2 个蛋白均定位于叶绿体。PsDXR 和 PsMCS 基因在花的不同发育时期的表 达模式均为先升高后降低 ;在不同组织中,2 个基因均具有显著的表达差异性(P<0.05)。研究结果表明 PsDXR 和 PsMCS 基因在牡丹 MEP 代谢途径中可能起着重要的作用。本研究为牡丹在萜烯类物质的生物 合成中提供分子研究依据。

来源：2023年第4期

《农业生物技术学报》期刊编辑部

查看农业生物技术学报杂志2023年第4期