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白桦OSC新基因的克隆、表达特征及遗传转化初步研究
尹静 1梁甜 2张梦岩 1詹亚光 1李欣 1王思瑶 2孙璐1
作者信息
- 1. 东北林业大学生命科学学院
- 2. 林木遗传育种与生物技术国家重点实验室
- 折叠
摘要
白桦三萜类成分白桦脂醇、白桦脂酸及其衍生物在抗HIV病毒和抑制肿瘤方面具有显著的疗效.白桦各种三萜成分是以乙酰辅酶A原料经甲羟戊酸途径(MVA)在细胞质中合成,均来自共同的前体物质2,3-氧化角鲨烯,在不同三萜合酶基因的调控下,沿着各自的代谢方向进行生物合成,这就导致几种产物之间产生竞争同一前体,并相互抑制合成. 本研究利用同源序列PCR方法克隆获得白桦OSC-香树脂醇合酶新基因，暂命名BpDS，序列长度2636bp OSC基因，与日本白桦的一功能未知的OSC基因BPD相似度较高，为92%，与人参、辽东楹木、梅花等多种植物的Beta-香树脂醇合成酶(β-AS)氨基酸序列具有66%~71%的相似性。该基因开放读码框(ORF)序列长2211bp，编码736个氨基酸，第98~725 aa位置具有一个Isoprenoid_C2_like超家族，包含鲨烯环化酶结构域(SQCY_1)保守区和一个异戊烯转移酶和鲨烯氧化酶的重复序列，编码的蛋白为不稳定蛋白，具有亲水性。运用Blast2go分析结果显示，该蛋白参与五环三萜类化合物的生物合成，同时具有角鲨烯合成酶活性、分子内转移酶活性、异构酶活性催化活性。系统进化树分析显示BpDS编码的氨基酸序列同日本白桦OSC BPD(BAB83089.1)亲缘关系最近，而与其他物种的beta-香树脂醇合成酶的亲缘关系较远。白桦组培苗的根、茎和叶中BpDS基因的相对表达量结果显示，茎中BpDS基因表达量最低，根和叶中BpDS基因表达量分别是茎中BpDS基因表达量的4倍和3.5倍。表明，白桦BpDS基因的表达受季节、激素诱导调控，并具有组织特异性。将成功构建的白桦pBI1303-BpDS RNAi载体，通过根癌农杆菌介导的叶盘转化法遗传转化白桦无性系，初步筛选抗性植株20株，经PCR,Southern印迹鉴定和GFP荧光检测，确定获得4株转基因白桦组培苗。实时荧光定量PCR检测显示，转基因株系Y1和B3的BpDS基因表达量是对照的92%和58%，而BPY基因的表达量分别为对照的2%和9%。该研究结果为进一步通过基因工程手段对白桦三萜代谢途径遗传改良奠定了基础。
关键词
白桦/三萜化合物/香树脂醇合酶/基因克隆/表达特征/遗传转化/药理活性引用本文复制引用
主办单位
中国生物化学与分子生物学会会议名称
全国农业生物化学与分子生物学第十四届学术研讨会会议时间
2015-11-01会议地点
浙江温州会议母体文献
全国农业生物化学与分子生物学第十四届学术研讨会论文集页码
31出版时间
2015