热带作物学报

作者：罗冬兰, 巴良杰, 王红林, 郑乾明

单位：1.贵阳学院生物与环境工程学院，贵州贵阳 550005,2.贵州省农业科学院贵州省果树科学研究所，贵州贵阳 550006,3.贵州省农业科学院农业农村部喀斯特山区作物基因资源与种质创新重点实验室，贵州贵阳 550006

关键词：红肉火龙果,果糖激酶,基因克隆,蛋白表达,酶活

基金：国家自然科学基金项目(32302624),国家自然科学基金项目(32160595),国家自然科学基金项目(32060674)

植物果糖激酶（fructokinase，FRK）特异性催化果糖磷酸化进入糖酵解途径，是果糖代谢和可溶性糖积累的关键酶。阐明红肉火龙果果实HpFRK2基因的表达模式及酶特性，为了解果实可溶性糖积累的分子机制并改良果实品质提供理论基础。本研究从红肉火龙果紫红龙品种中克隆HpFRK2基因，采用实时荧光定量PCR分析该基因表达模式，采用烟草叶肉细胞瞬时表达检测其亚细胞定位，通过原核表达获得重组蛋白并检测其酶活性。结果表明：HpFRK2基因的开放阅读框（open reading frame，ORF）为1026 bp，编码341个氨基酸。HpFRK2蛋白相对分子质量为36.95 kDa，理论等电点为5.94。系统进化分析表明HpFRK2与木薯MeFRK2、番茄SlFRK1、苹果MdFRK1和拟南芥AtFRK1具有较近的亲缘关系。蛋白序列分析表明其含有磷酸果糖激酶B（phosphofructokinase type B，pfkB）家族保守结构域。HpFRK2在果实发育20 d时的表达量最高，随着果实发育逐渐降低表达，30 d时表达量最低；此外，HpFRK2在茎中的表达显著低于果实。亚细胞定位检测表明HpFRK2主要位于细胞质。构建原核表达载体在大肠杆菌表达，成功诱导获得HpFRK2重组蛋白。酶活性检测表明HpFRK2特异性催化果糖磷酸化，果糖对酶活性不具有底物抑制性，催化果糖磷酸化的Km值为1.84 mmol/L。本研究结果表明，红肉火龙果HpFRK2蛋白位于细胞质，特异催化果糖磷酸化，主要在果实转色期（花后20~23 d）表达，可能负调控果实的果糖积累。

来源：2025年第7期

《热带作物学报》期刊编辑部

查看热带作物学报杂志2025年第7期