怀地黄3-酮酯酰CoA-硫解酶基因的克隆、序列特征和时空表达分析

目的 对怀地黄3-酮酯酰CoA-硫解酶（Rehmannia glutinosa f. hueichingensis 3-ketoacyl CoA-thiolase，RghKAT）cDNA全长基因进行克隆及分析，为怀地黄分子育种提供候选基因和理论依据。方法 根据其他植物ARGOS基因序列的保守结构域设计简并引物，采用RT-PCR和RACE技术，获得RghKAT cDNA全长序列；通过生物信息学技术对其核苷酸序列和氨基酸序列进行比对；利用实时荧光定量PCR技术检测了其在2个时期、10个组织的表达。结果 RghKAT基因全长1 713 bp，包含了1 395 bp的开放阅读框（ORF），编码464个氨基酸；同源比对和系统进化分析表明，RghKAT的核苷酸序列与葡萄、番茄、毛果杨、拟南芥和小麦的KAT核苷酸序列同源性分别达84%、82%、82%、79%、73%；RghKAT编码的氨基酸序列与矮牵牛、葡萄、黄瓜、拟南芥和小麦的KAT氨基酸同源性分别为88%、88%、86%、87%、78%；各物种KAT酶进化树符合物种进化规律；理化性质表明该蛋白为略成碱性的稳定蛋白质，蛋白质二级结构主要由α-螺旋、不规则卷曲、β-折叠和β-转角构成；在N端存在一个由70个氨基酸残基组成的信号肽；RghKAT蛋白三维结构具有硫解酶典型的特征序列；表达谱分析表明，RghKAT mRNA在各时期、各组织中均有表达，盛花期花瓣中表达最强，而在幼苗期叶中表达量最低。结论 成功克隆了RghKAT cDNA全长序列，具有KAT基因的结构特性及其产物硫解酶典型的特征序列，其在盛花期花瓣中表达量最高。

Gene cloning, features of sequence, and analysis on temporal and spatial expression of Rehmannia glutinosa f. hueichingensis 3-ketoacyl CoA-thiolase