热带作物学报

作者：宋天晓, 苏文瑾, 刘意, 饶莉萍, Soviguidi Deka Reine Judesse, 杨新笋, 朱国鹏

单位：1. 湖北省农业科学院粮食作物研究所,湖北武汉 430064,2. 海南大学园艺学院/海南省热带园艺作物品质调控重点实验室 海南海口 570228,3. 长江大学农学院,湖北荆州 434025

关键词：甘薯,黄烷酮3-羟化酶基因,qRT-PCR,胁迫表达

基金：国家重点研发计划项目(2018YFD1000705-3),湖北省技术创新专项(2018AHB012),国家现代甘薯产业技术体系建设项目(CARS-11-C-15)

黄烷酮3-羟化酶（flavanone 3-hydroxylase,F3H）是黄酮类化合物合成途径中的一个关键酶。本研究基于前期转录组数据,以‘福菜薯7-6’叶片为材料成功克隆CDS序列长度为1107 bp的基因IbF3H,利用生物信息学分析甘薯F3H基因的序列特征、氨基酸序列对比、蛋白系统进化树、蛋白的二、三级结构、预测其跨膜结构和亚细胞定位,并利用qRT-PCR分析盐旱胁迫处理下基因的表达特性。结果表明,该基因含有3个外显子和2个内含子,编码368个氨基酸,蛋白分子量为41.12 kDa,等电点为5.83。存在多种类型的启动子顺式作用元件,如光响应元件G-Box、ACE,干旱胁迫相关的MBS元件,与脱落酸激素响应相关的ABRE元件等。与其他植物的氨基酸序列相似性达到了80%以上,可见IbF3H的编码区高度保守,且黄烷酮3-羟化酶在进化上具有较高的保守性。IbF3H蛋白含有非血红素双加氧酶结构域（DIOX-N superfamily）和典型的F3H蛋白功能结构域（2OG-FeⅡ-Oxy加氧酶结构域）,属于双加氧酶超家族。IbF3H蛋白可能在细胞质中表达并且不具备跨膜结构。qRT-PCR研究结果表明,IbF3H基因并非组织特异性表达的基因,叶和茎表达量高于茎尖和根。模拟盐胁迫处理后,IbF3H基因表达量呈现先下降后上升的趋势;模拟干旱胁迫处理后,IbF3H基因表达量始终高于对照组,以响应逆境胁迫。本研究可为下一步探索IbF3H基因在调控甘薯类黄酮生物合成途径和功能作用奠定基础。

来源：2021年第6期

《热带作物学报》期刊编辑部

查看热带作物学报杂志2021年第6期