卷叶贝母MCT基因克隆与表达分析

摘要

本研究是基于转录组测序结果,通过PCR技术克隆卷叶贝母(Fritillaria cirrhosa D. Don)中MEP途径的2-C-甲基-D-赤藓醇-4-磷酸胱氨酰转移酶基因(2-C-methyl-D-erythritol-4-phosphate cytidylyltransferase, MCT)的开放阅读框(open reading frame, ORF)序列,运用生物信息学方法对该基因进行分析,预测其编码蛋白的结构与功能,并通过荧光定量PCR (qRT-PCR)检测FcMCT基因在野生鳞茎和愈伤组织中的表达情况,为后续卷叶贝母MCT基因功能研究打下基础。通过PCR技术,获得了900 bp的FcMCT ORF片段,编码299个氨基酸,并与NCBI上公布的木薯、橡胶树、向日葵等植物MCT蛋白的相似性达80%以上;通过SOPMA和SWISS-MODE网站预测的Fc MCT蛋白的二级、三级结构,可以看出FcMCT蛋白的主要结构元件是无规卷曲和α螺旋构成;通过qRT-PCR检测野生状态的卷叶贝母中根、茎、叶、鳞茎和诱导状态的愈伤组织中的FcMCT基因表达水平,发现在愈伤组织的表达水平最高。最终,我们认为FcMCT是甾类生物碱合成途径的关键酶,在贝母不同组织中的表达量不同,受激素组合诱导表达,FcMCT是一个具有生物学功能的蛋白质,为利用基因工程手段提高卷叶贝母中生物碱含量提供了理论依据。