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 glutinosaf 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 RghK AT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