地涌金莲O-甲基转移酶基因的克隆与表达分析

目的 克隆地涌金莲Musella lasiocarpa中O-甲基转移酶（O-methyltransferase，OMT）基因，并对其进行生物信息学及表达模式分析。方法 基于地涌金莲转录组数据，筛选并原核表达了3条MlOMTs酶基因（MlOMT1、MlOMT2和MlOMT3）。利用软件对其进行生物信息学分析，利用MEGA11构建系统发育树，采用实时荧光定量PCR检测基因表达模式。结果 PCR扩增得到3条MlOMTs基因；3个MlOMT蛋白长度为289～400个氨基酸，相对分子质量在3 147 360～4 526 756，3个蛋白均为不稳定的亲水性蛋白，其中MlOMT1和MlOMT2不含跨膜区，MlOMT3存在2个跨膜螺旋，其N端位于胞质内。3个蛋白主要定位于叶绿体，不含有信号肽，主要由α-螺旋和无规则卷曲构成，含有SAM依赖的甲基转移酶超家族的保守结构域，属于SAM依赖的甲基转移酶超级家族。系统进化分析表明，MlOMT1与来源于大麦Hordeum vulgare的Hv7OMT和粳稻Oryza sativa subsp. japonica的OsOMT17聚为一支，MlOMT2与冰叶日中花Mesembryanthemum crystallinum的McPFOMT聚为一支，而MlOMT3与拟南芥Arabidopsis thaliana的AtCCoAOMT1聚为一支，表明它们亲缘关系较近，推测它们具有类似的生物学功能。通过对表达条件的初步优化，重组工程菌pMal-c4X-MlOMT1和pMal-c4X-MlOMT2在大肠杆菌BL21（DE3）中实现蛋白可溶性表达。组织特异性表达分析结果显示，MlOMT1在地涌金莲不同组织相对表达量为：叶片＞苞片＞种子，MlOMT2和MlOMT3相对表达量为：苞片＞种子＞叶片。结论 成功克隆获得地涌金莲3条MlOMTs基因并进行生物信息学分析和原核表达，为后续酶的功能表征奠定基础。

Cloning and expression analysis of O-methyltransferase genes in Musella lasiocarpa