农业生物技术学报

作者：章瑶, 陈文强, 潘丽梅, 穆德添, 周宇, 林孝东, 刘兆颖, 唐其

单位：1 南农业大学 园艺学院/国家植物功能成分利用工程技术研究中心,长沙 410128; 2 广西壮族自治区药用植物园,南宁 510023; 3 湖南农业大学 动物医学院,长沙 410128

关键词：钩吻,GeCYP85A1,生物信息学分析,表达分析,

基金：湖南省科技计划项目(2022NK2004; 2017ZK3133); 湖南省教育厅项目(21A0138; HNJG-2020-0327); 湖南农业大学研究生科研创新项目(2022XC062)

钩吻(Gelsemium elegans)是我国一种极具价值的传统中药材,全株剧毒,但具有抗肿瘤、镇痛等作用,还对猪等禽畜有增肥之效,其主要的活性成分为萜类吲哚生物碱(terpenoid indole alkaloids, TIAs),其中最有代表性的成分为钩吻素己,其毒性最强、活性最高。本研究根据钩吻基因组和转录组数据,筛选出细胞色素P450 (cytochrome P450, CYP450)相关的209条基因序列,结合代谢组数据,通过“基因组+转录组+代谢组”共表达分析方法,筛选出与钩吻素己生物合成途径相关的重要候选基因GeCYP85A1 (GenBank No. OQ653843),通过PCR技术对该基因进行克隆,并对其进行生物信息学分析,利用qPCR技术分析了GeCYP85A1在钩吻不同组织的表达模式。结果显示,GeCYP85A1基因全长1 392 bp,编码463个氨基酸,其理论相对分子质量为53.390 06 kD,理论等电点为9.07;亚细胞定位于叶绿体,有一段跨膜区,无信号肽,为非分泌性蛋白;含有16个糖基化位点和37个磷酸化位点,为亲水性蛋白质;与阿拉比卡咖啡(Coffea arabica)、欧基尼奥伊德斯种咖啡(Coffea eugenioides)、黄色猴面花(Erythranthe guttata)、烟草(Nicotiana tabacum)、木樨榄(Olea europaea subsp. europaea)、松蒿(Phtheirospermum juttata)、丹参(Salvia miltiorrhiza)、芝麻(Sesamum indicum)和河岸葡萄(Vitis riparia)九个物种的同源CYP85A1氨基酸序列相似度高,属于CYP450家族的一类亚族。通过qPCR技术,检测发现该基因在不同部位的表达模式与钩吻素己在不同部位的相对含量趋势一致,均为根>花>茎>叶。本研究为进一步阐明钩吻TIAs类生物碱的生物合成途径提供了一定的参考依据。

来源：2024年第3期

《农业生物技术学报》期刊编辑部

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