北柴胡β-香树脂醇合酶基因家族成员鉴定及功能验证

目的 从转录组层面对北柴胡Bupleurum chinense β-香树脂醇合酶（β-amyrin synthase，β-AS）基因家族成员进行鉴定，并对其表达及功能进行分析验证，以期为解析柴胡皂苷的合成和调控提供基础。方法 基于全长转录组数据挖掘北柴胡β-AS基因家族成员（BcBASs），利用在线软件对各基因进行生物信息学分析，利用大肠杆菌和烟草验证关键基因的功能。结果 从北柴胡转录组数据中挖掘到不冗余的β-AS基因6个，可分为3个亚家族，它们都具有典型保守区域DCTAE、MWCYCR和QW。进化分析表明，BcBAS1、BcBAS2、BcBAS4、BcBAS5、BcBAS6可能为单功能β-AS基因，BcBAS3可能为多功能β-AS基因，表达分析表明各基因在根和叶中的表达模式有差异。在大肠杆菌中成功表达了BcBAS1可溶性重组蛋白，相对分子质量约87 000，烟草瞬时表达表明BcBAS1编码蛋白具有β-AS功能，能促进β-香树脂醇的积累。结论 对北柴胡中6个不冗余的β-AS基因家族成员进行了鉴定和生物信息学分析，获得了BcBAS1可溶性重组蛋白，在烟草中验证了BcBAS1为有功能的β-AS，为柴胡皂苷合成调控机制和生物合成研究奠定了基础。