管花肉苁蓉花中查耳酮合酶的基因克隆、功能鉴定与表达分析

Cloning,functional identification and expression analysis of chalcone synthase from Cistanche tubulosa

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摘要目的研究管花肉苁蓉Cistanche tubulosa花中查耳酮合酶(chalcone synthase)CtCHS蛋白的功能和CtCHS基因在白、红、紫3种颜色花中的表达模式.方法利用RT-PCR克隆CtCHS基因并进行生物信息学分析.将pET-28a-CtCHS质粒转入大肠杆菌通过IPTG诱导蛋白表达.将CtCHS重组蛋白与底物4-香豆酰辅酶A、丙二酰辅酶A孵育并利用HPLC和MS检测产物.将pCAMBIA1300-35S-GFP-CtCHS质粒转入拟南芥原生质体观察CtCHS蛋白亚细胞定位.利用qRT-PCR检测CtCHS基因在3种颜色管花肉苁蓉花中的表达模式.结果克隆出1条CtCHS基因,开放阅读框(open reading frame,ORF)长度为1173 bp,编码390个氨基酸,蛋白相对分子质量为42 800,具有查耳酮合酶保守的催化残基Cys164、His303、Asn336.利用大肠杆菌外源表达CtCHS蛋白并纯化获得重组蛋白.CtCHS蛋白能够催化4-香豆酰辅酶A与丙二酰辅酶A生成柚皮素查耳酮.CtCHS蛋白主要定位于细胞质.CtCHS基因在紫、红色花中高表达,相对表达量分别为白色花中的8.44、3.21倍.结论从管花肉苁蓉花中克隆出1条CtCHS基因并外源表达蛋白,CtCHS蛋白具有查耳酮合酶功能,CtCHS基因在颜色更深的花中表达量更高,表明CtCHS基因可能调控管花肉苁蓉花色,为进一步研究管花肉苁蓉花色调控机制奠定基础.

作者邱海玲 ^[1] 王方明 ^[2] 米芯雨 ^[3] 张泽坤 ^[3] 杜宇 ^[3] 史社坡 ^[4] 王晓晖 ^[4] 屠鹏飞 ^[2] 学术成果认领

作者单位北京中医药大学北京中医药研究院,北京 102488;北京中医药大学中药学院,北京 102488 ^[1] 北京大学药学院天然药物及仿生药物国家重点实验室,北京 100191 ^[2] 北京中医药大学中药学院,北京 102488 ^[3] 北京中医药大学北京中医药研究院,北京 102488 ^[4]

关键词管花肉苁蓉查耳酮合酶酶活性分析亚细胞定位表达分析 Cistanche tubulosa(Schenk)Wight chalcone synthase enzyme activity analysis subcellular localization expression analysis

分类号 R282.12

栏目名称 药材与资源

DOI 10.7501/j.issn.0253-2670.2023.23.022

发布时间 2024-01-20

基金项目

国家自然科学基金