真菌紫杉醇合成相關基因的功能研究是揭示真菌紫杉醇合成機制的關鍵。為了揭示產紫杉醇內生真菌枝狀枝孢霉MD2的候選基因A02725對宿主紫杉烷類合成的作用,本研究克隆了候選基因A02725的DNA全長序列（1 524 bp）;生物信息學預測結果表明該基因編碼蛋白為親水蛋白,含508個氨基酸,無信號肽和跨膜結構,與牻牛兒基牻牛兒基焦磷酸合成酶（geranylgeranyl pyrophosphate synthase,GGPPS）具有79%的一致性;進一步構建該基因的超表達載體并轉化枝狀枝孢霉MD2,通過抗性篩選以及Southern blot檢測,共獲得27株轉基因菌株,其中5株轉基因菌株的外源基因是以單拷貝方式整合。該結果為深入分析超表達候選基因A02725對宿主紫杉烷類合成的影響奠定了基礎。 

【文章來源】：基因組學與應用生物學. 2020,39(01)北大核心CSCD

【文章頁數】：6 頁

【部分圖文】：

候選基因A02725的生物信息學預測

牻牛兒基牻牛兒基焦磷酸(geranyhlgeranyl pyro-phosphate,GGPP)是紫杉醇等二萜類化合物以及類胡蘿卜素、赤霉素等物質的生物合成的重要前體(Keeling and Bohlmann,2006)。GGPPS是萜類合成途徑的一個重要分支點酶，催化法呢基焦磷酸(farnesy pyrophosphate,FPP)與異戊烯焦磷酸(isopentenyl py rophosphate,IPP)反應生成GGPP(Hefner et al.,1998)。紅豆杉的紫杉醇生物合成是從GGPP開始，GGPP經紫杉二烯合成酶催化生成紫杉二烯(taxa-4(5),11(12)-diene)，隨后經約20步酶促反應合成紫杉醇(Walker and Croteau,2000;Jennewein and Croteau,2001;Croteau et al.,2006;Guo et al.,2006;Liu et al.,2016)。Hefner等(1998)克隆了加拿大紅豆杉的GGPPS基因的cDNA全長序列(No.AF081514)，為1 182 bp，編碼蛋白為親水蛋白，含393個氨基酸，無信號肽和跨膜結構，分子式為C1870H3013N505O579S23，含有一個聚異戊二烯合成酶保守結構域。Soliman等(2017)構建加拿大紅豆杉的(Taxus canadensis)GGPPS基因(No.AF081514)表達框，連接pPTFG載體，采用根癌農桿菌轉入產紫杉醇內生真菌Paraconiothyrium SSM001，發(fā)現轉基因菌株的類胡蘿卜素含量有所提高，并且紫杉醇產量提高了3倍。但目前尚無產紫杉醇內生真菌的GGPPS基因的相關功能研究的報道。圖2 候選基因A02725的生物信息學預測

圖2 候選基因A02725的生物信息學預測本研究首次從產紫杉醇內生真菌枝霉MD2中克隆了候選基因A02725，該基因編碼蛋白與Rachicladosporium sp.CCFEE 5018的GGPPS一致性為79%，在601～1 359 bp區(qū)域具有典型的聚異戊二烯合成酶(Polyprenyl synthetase)結構域，是一個潛在的編碼GGPPS的候選基因。本研究并進一步構建了該基因的過表達載體以及轉化枝霉MD2，共獲得27株轉基因菌株，其中5株轉基因菌株的外源基因是以單拷貝方式整合。這些結果為后期分析候選基因A02725的功能及其對宿主紫杉烷類合成的作用提供科學依據。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]鹽湖土壤微生物總DNA提取方法的比較[J]. 苗莉云,張鵬.  浙江農業(yè)學報. 2012(06)
[2]真菌紫杉醇/烷研究近況[J]. 婁靜,牛學良,顏菲,潘皎,朱旭東.  菌物學報. 2011(02)



本文編號：3360179