农业生物技术学报

作者：刘鑫悦, 苏晓雪, 郭佳敏, 臧悦, 孙淼, 沈敏, 洪键, 李祥, 张文轩, 刘方方, 康贻军

单位：1 盐城师范学院 海洋与生物工程学院/盐城市滨海白首乌生物工程技术研究中心,盐城 224007;2 江苏省盐土生物资源研究重点实验室,盐城 224007

关键词：耳叶牛皮消,甾醇甲基转移酶(SMT),基因克隆,表达分析,非生物胁迫,

基金：国家自然科学基金(42477388); 教育部产学合作协同育人项目(230701018100433); 江苏省大学生创新创业训练计划项目(202410324029Z; 202510324047Y)

甾醇类化合物在植物生长发育和抗逆中发挥着重要作用,甾醇甲基转移酶(C24-sterol methyltransferase, SMT)是植物甾醇合成途径中的关键限速酶。耳叶牛皮消(Cynanchum auriculatum)富含甾醇类活性成分,为探究SMT在耳叶牛皮消甾醇合成和非生物胁迫响应中的功能,本研究基于耳叶牛皮消转录组数据进行了SMT基因克隆,开展生物信息学分析,并利用qRT-PCR技术检测基因在非生物胁迫下的表达水平。结果表明,克隆得到ORF为1 041和1 080 bp的2个基因,分别命名为CaSMT1 (GenBank No. PV701631)和CaSMT2 (GenBank No. PV701632)。CaSMT1编码346个氨基酸,蛋白相对分子量为38.65 kD,理论等电点为6.33,为无信号肽的亲水性蛋白。CaSMT2编码359个氨基酸,蛋白相对分子量为40.16 kD,理论等电点为6.42,含跨膜结构域定位于质膜。2个CaSMT蛋白均具有典型的甾醇甲基转移酶C末端结构域,二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主。进化分析发现,CaSMT1和CaSMT2分属2个分支,且均与白花牛角瓜(Calotropis procera)中相应的SMT亲缘关系最近。qRT-PCR结果显示,2个基因具有明显的组织表达特性,在根和叶中的表达量较高,在茎中的表达量较低。此外,不同组织中甾苷含量表现出与基因表达量较一致的变化趋势。在盐、干旱、高温和低温等非生物胁迫下,CaSMT1的表达量均有显著上调;CaSMT2则表现出不同的胁迫响应模式,在高温和低温胁迫下表达量有显著上调,在干旱胁迫下有下降,对盐胁迫无响应,表明CaSMT参与了耳叶牛皮消对不同类型非生物胁迫的防御应答。本研究为改良药用植物抗性和提高活性成分含量提供了理论参考。

来源：2025年第10期

《农业生物技术学报》期刊编辑部

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