印度紫檀DXS基因的克隆及表達分析
發(fā)布時間：2021-03-21 16:47
為了探討印度紫檀（Pterocarpus indicus）萜類化合物的生物合成,本研究通過對合成萜類物質(zhì)的MEP途徑的第一個限速酶（1-脫氧-D-木酮糖-5-磷酸合酶, DXS）基因進行克隆,獲得了印度紫檀DXS的全長cDNA PiDXS基因（NCBI登錄號:MK959226）,并對其進行生物信息學(xué)和組織表達特異性分析。結(jié)果顯示:PiDXS基因cDNA開放閱讀框長2 025 bp,編碼674個氨基酸,Blast比對發(fā)現(xiàn),PiDXS具有一個二磷酸硫胺結(jié)合位點和一個轉(zhuǎn)酮醇酶結(jié)構(gòu)域;系統(tǒng)進化分析顯示,PiDXS基因與大豆DXS和狹葉羽扇豆DXS聚為一類;組織表達特異分析結(jié)果顯示PiDXS在莖、葉、樹皮和根中均能表達,主要在幼嫩的組織中表達。研究結(jié)果為確定印度紫檀中DXS的基因功能以及揭示印度紫檀萜類化合物的生物合成提供了基礎(chǔ)。
【文章來源】：分子植物育種. 2020,18(24)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】：6 頁
【部分圖文】：
印度紫檀PiD XS基因克隆
印度紫檀的DXS基因編碼674個氨基酸。印度紫檀1-脫氧-D-木酮糖-5-磷酸合酶氨基酸序列與相思子(Abrus precatorius,XP＿027364521)、密花豆(Spatholobus suberectus,TKY58735)、刺毛黧豆(Mucuna pruriens,RDX96530)、大豆(Glycine max,XP＿003530-591) 4個物種的DXS氨基酸序列進行比對分析，結(jié)果表明Pi DXS蛋白包含一個轉(zhuǎn)酮醇酶結(jié)構(gòu)域AGLVG(X)DGPTHCGAFDITYM(X)CLPNMVVMAP-SD (圖2)和一個二磷酸硫胺結(jié)合位點GDGA(X)TAG-QAYEA(X)NNAGFLD(X)N(X)IV(X)LNDN (圖2)。1.4 印度紫檀DXS系統(tǒng)進化樹分析
印度紫檀具有重要的藥用價值，如抗菌藥物的開發(fā)，萜類化合物在其抗菌作用中起關(guān)鍵作用(Ragasa et al.,2005)。萜類物質(zhì)是自然界中一類由異戊二烯為結(jié)構(gòu)單元組成的化合物的統(tǒng)稱，多數(shù)萜類化合物具有重要的藥用活性，如抗腫瘤的紫杉醇(王輝等,2018)、抗心血管疾病的銀杏內(nèi)脂(陳稱等,2019)、抗瘧藥青蒿素(劉萬宏,2016,重慶大學(xué),pp.1-8)。印度紫檀中提取的萜類化合物有單萜化合物和二萜化合物，它們主要在植物的抗菌代謝中產(chǎn)生作用。單萜和二萜化合物的合成途徑為MEP途徑，MEP途徑的第一個限速酶為DXS，研究表明，DXS基因的表達與萜類化合物的合成有密切聯(lián)系，過量表達DXS基因會提高宿主植物中萜類化合物的含量(Enfissi et al.,2005;Peebles et al.,2011)。因此，DXS基因的過量表達可能影響到印度紫檀中起抗菌作用的萜類化合物的合成，研究DXS對印度紫檀抗菌作用以及抗菌藥物的開發(fā)具有極其重要的意義。圖4 印度紫檀DXS基因表達譜分析
【參考文獻】：
期刊論文
[1]銀杏內(nèi)酯類化合物的來源、結(jié)構(gòu)修飾與新劑型研究進展[J]. 陳稱,陳莉,孫建博. 南京中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報. 2019(03)
[2]南方紅豆杉DXS基因的克隆與功能分析[J]. 王輝,馮國慶,李忠玥,邱飛,蘭小中,廖志華,楊春賢. 中草藥. 2018(19)
[3]茶樹1-脫氧-D-木酮糖-5-磷酸合成酶基因CsDXS1的克隆與表達分析[J]. 郭亞飛,王君雅,郭飛,倪德江. 生物技術(shù)通報. 2018(01)
[4]滇牡丹1-脫氧-D-木酮糖-5-磷酸合酶（DXS）基因的克隆及功能分析[J]. 趙能,原曉龍,陳中華,楊宇明,王娟,王毅. 基因組學(xué)與應(yīng)用生物學(xué). 2017(07)
[5]滇龍膽1-脫氧-D-木酮糖5-磷酸合酶基因的克隆與表達分析[J]. 張海晨,李彩霞,王元忠,張曉東. 生物技術(shù)通報. 2016(04)
[6]冬凌草1-脫氧-D-木酮糖-5-磷酸合成酶基因克隆與表達分析[J]. 朱畇昊,蘇秀紅,董誠明,陳隨清,邵遠洋,張風(fēng)波. 廣西植物. 2016(12)
[7]思茅松1-脫氧-D-木酮糖-5-磷酸合酶（DXS）基因的克隆及功能分析[J]. 王毅,周旭,畢瑋,楊宇明,李江,王娟. 林業(yè)科學(xué)研究. 2015(06)
[8]印度紫檀容器育苗適宜容器規(guī)格、基質(zhì)和肥料配方[J]. 楊斌,史富強,付玉嬪,方波,周鳳林. 東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2012(02)
本文編號：3093209
【文章來源】：分子植物育種. 2020,18(24)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】：6 頁
【部分圖文】：
印度紫檀PiD XS基因克隆
印度紫檀的DXS基因編碼674個氨基酸。印度紫檀1-脫氧-D-木酮糖-5-磷酸合酶氨基酸序列與相思子(Abrus precatorius,XP＿027364521)、密花豆(Spatholobus suberectus,TKY58735)、刺毛黧豆(Mucuna pruriens,RDX96530)、大豆(Glycine max,XP＿003530-591) 4個物種的DXS氨基酸序列進行比對分析，結(jié)果表明Pi DXS蛋白包含一個轉(zhuǎn)酮醇酶結(jié)構(gòu)域AGLVG(X)DGPTHCGAFDITYM(X)CLPNMVVMAP-SD (圖2)和一個二磷酸硫胺結(jié)合位點GDGA(X)TAG-QAYEA(X)NNAGFLD(X)N(X)IV(X)LNDN (圖2)。1.4 印度紫檀DXS系統(tǒng)進化樹分析
印度紫檀具有重要的藥用價值，如抗菌藥物的開發(fā)，萜類化合物在其抗菌作用中起關(guān)鍵作用(Ragasa et al.,2005)。萜類物質(zhì)是自然界中一類由異戊二烯為結(jié)構(gòu)單元組成的化合物的統(tǒng)稱，多數(shù)萜類化合物具有重要的藥用活性，如抗腫瘤的紫杉醇(王輝等,2018)、抗心血管疾病的銀杏內(nèi)脂(陳稱等,2019)、抗瘧藥青蒿素(劉萬宏,2016,重慶大學(xué),pp.1-8)。印度紫檀中提取的萜類化合物有單萜化合物和二萜化合物，它們主要在植物的抗菌代謝中產(chǎn)生作用。單萜和二萜化合物的合成途徑為MEP途徑，MEP途徑的第一個限速酶為DXS，研究表明，DXS基因的表達與萜類化合物的合成有密切聯(lián)系，過量表達DXS基因會提高宿主植物中萜類化合物的含量(Enfissi et al.,2005;Peebles et al.,2011)。因此，DXS基因的過量表達可能影響到印度紫檀中起抗菌作用的萜類化合物的合成，研究DXS對印度紫檀抗菌作用以及抗菌藥物的開發(fā)具有極其重要的意義。圖4 印度紫檀DXS基因表達譜分析
【參考文獻】：
期刊論文
[1]銀杏內(nèi)酯類化合物的來源、結(jié)構(gòu)修飾與新劑型研究進展[J]. 陳稱,陳莉,孫建博. 南京中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報. 2019(03)
[2]南方紅豆杉DXS基因的克隆與功能分析[J]. 王輝,馮國慶,李忠玥,邱飛,蘭小中,廖志華,楊春賢. 中草藥. 2018(19)
[3]茶樹1-脫氧-D-木酮糖-5-磷酸合成酶基因CsDXS1的克隆與表達分析[J]. 郭亞飛,王君雅,郭飛,倪德江. 生物技術(shù)通報. 2018(01)
[4]滇牡丹1-脫氧-D-木酮糖-5-磷酸合酶（DXS）基因的克隆及功能分析[J]. 趙能,原曉龍,陳中華,楊宇明,王娟,王毅. 基因組學(xué)與應(yīng)用生物學(xué). 2017(07)
[5]滇龍膽1-脫氧-D-木酮糖5-磷酸合酶基因的克隆與表達分析[J]. 張海晨,李彩霞,王元忠,張曉東. 生物技術(shù)通報. 2016(04)
[6]冬凌草1-脫氧-D-木酮糖-5-磷酸合成酶基因克隆與表達分析[J]. 朱畇昊,蘇秀紅,董誠明,陳隨清,邵遠洋,張風(fēng)波. 廣西植物. 2016(12)
[7]思茅松1-脫氧-D-木酮糖-5-磷酸合酶（DXS）基因的克隆及功能分析[J]. 王毅,周旭,畢瑋,楊宇明,李江,王娟. 林業(yè)科學(xué)研究. 2015(06)
[8]印度紫檀容器育苗適宜容器規(guī)格、基質(zhì)和肥料配方[J]. 楊斌,史富強,付玉嬪,方波,周鳳林. 東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2012(02)
本文編號：3093209
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