摘要
[目的]克隆红花檵木二氢黄酮醇-4-还原酶(DFR)基因(LcDFR1和LcDFR2),并对其进行亚细胞定位,为揭示红花檵木花青苷的分子合成机理提供理论依据.[方法]基于红花檵木转录组数据,以红花檵木叶片cDNA为模板,RT-PCR克隆LcDFR1和LcDFR2基因开放阅读框(ORF)序列,利用生物信息学软件对其进行分析,并通过烟草叶片瞬时表达方法观察蛋白的亚细胞定位情况.[结果]克隆获得的红花檵木LcDFR1和LcDFR2基因ORF序列分别为1014和993 bp,分别编码337和330个氨基酸残基.LcDFR1与LcDFR2的氨基酸序列相似性为77％,二者与其他物种DFRs氨基酸序列的相似性均较高,其中与葡萄、山核桃、拟南芥等双子叶植物的DFRs氨基酸序列相似性为64％～84％,而与单子叶植物玉米和水稻的DFRs氨基酸序列相似性为58％～61％,表明不同物种DFRs氨基酸序列具有较高的保守性.在基于DFRs氨基酸序列相似性构建的系统发育进化树上,LcDFR1与牡丹和芍药的DFRs聚为一类,而LcDFR2与烟草和番茄的DFRs聚为一类.结合前人研究结果推测LcDFR1和LcDFR2的氨基酸序列中均包含保守的NADP结合域和底物结合域.但三级结构预测结果均未预测到二者的底物结合位点,也未预测到LcDFR2的NADP结合位点.LcDFR1和LcDFR2亚细胞定位于细胞质,在细胞质中行使催化功能.[结论]LcDFR1和LcDFR2在红花檵木细胞质中催化花青苷物质的生物合成,但二者在进化过程中产生底物偏好性、催化能力等功能差异.
基金项目
湖南省科技计划项目(2016NK2097)
湖南省自然科学基金(2019JJ50135)
株洲市科技局科学计划项目(株科发〔2017〕68号)
株洲市科技人才托举工程项目(2019TJ-06)
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