农业生物技术学报

作者：王双双, 肖鑫远, 窦全丽, 袁鑫月, 刘婷, 徐志文

单位：1 遵义师范学院 生物与农业科技学院,遵义 563006; 2 遵义市林业局,遵义 563000

关键词：白及,香叶基香叶基焦磷酸合酶(GGPPS),序列分析,亚细胞定位,表达特性,

基金：贵州省科技计划项目(黔科合基础-ZK[2023]一般481); 贵州省教育厅自然科学研究项目(黔教技[2023]043号)

白及(Bletilla striata)萜类化合物是其药用价值的重要物质基础,香叶基香叶基焦磷酸合酶 (geranylgeranyl pyrophosphate synthase, GGPPS)是萜类代谢网络的核心分支酶,但BsGGPPS基因的相关特征尚未明确。本研究以野生紫花大白及为对象,基于白及转录组数据,通过RT-PCR克隆获得BsGGPPS基因的CDS;借助生物信息学技术,解析其编码蛋白的理化特性、功能结构域及进化关联性;通过构建融合表达载体并瞬时转化烟草(Nicotiana tabacum),明确BsGGPPS蛋白的亚细胞分布;结合qRT-PCR技术检测其在白及不同组织中的表达水平。结果表明,克隆得到BsGGPPS基因CDS序列长度为1 083 bp,编码360个氨基酸。生物信息学分析表明,BsGGPPS为无信号肽、非跨膜的弱疏水性不稳定蛋白,含典型天冬氨酸富集催化基序(FARM和SARM),属于异戊二烯基焦磷酸合酶家族的重要分支。亚细胞定位显示,BsGGPPS主要分布于细胞质与质体;系统进化分析表明,BsGGPPS与铁皮石斛(Dendrobium catenatum)及小兰屿蝴蝶兰(Phalaenopsis equestris) GGPPS聚为单系类群。qRT-PCR结果显示,BsGGPPS在白及幼苗的假鳞茎中的表达量显著高于根、茎和叶(P<0.05)。以上结果表明,BsGGPPS可能通过质体与细胞质协同作用参与白及萜类代谢途径,其假鳞茎特异性高表达提示该基因在药用萜类活性成分储存器官中的调控功能,本研究不仅为深入揭示白及萜类代谢调控机制提供理论依据,也为后续通过基因工程手段定向调控白及药用萜类成分合成提供参考。

来源：2025年第11期

《农业生物技术学报》期刊编辑部

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