棉花二萜合酶基因GhTPS6的克隆及生物信息学分析
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- 英文论文题名：Clone and Bioinformatics Analysis of Cotton Diterpine Synthase GhTPS6 in Gossypium hirsutum L.
- 论文作者：吕丽敏 ; 张帅 ; 雒珺瑜 ; 王春义 ; 王丽 ; 朱香镇 ; 张利娟 ; 李春花 ; 崔金杰
- 英文论文作者：Lü Limin ; Zhang Shuai ; Luo Junyu ; Wang Chunyi ; Wang Li ; Zhu Xiangzhen ; Zhang Lijuan ; Li Chunhua ; Cui Jinjie ; State Key Laboratory of Cotton Biology/Institute of Cotton Research ; Chinese Academy of Agricultural Sciences
- 年：2017
- 作者机构：棉花生物学国家重点实验室/中国农业科学院棉花研究所;
- 论文关键词：棉花 ; 萜类合酶 ; GhTPS6
- 会议召开时间：2017-08-07
- 会议录名称：中国农学会棉花分会2017年年会暨第九次会员代表大会论文汇编
- 语种：中文
- 分类号：S562
- 学会代码：MHXB
- 会议名称：中国农学会棉花分会2017年年会暨第九次会员代表大会
- 会议地点：中国河南郑州
- 主办单位：中国农学会棉花分会
- 学会名称：《棉花学报》编辑部
- 页数：1
- 文件大小：68k
- 原文格式：O
- 会议级别：全国
摘要
萜类化合物是1类由数个异戊二烯(Isoprenc,C5)结构单位构成的化合物的统称,根据其结构的不同,可分为单萜(Monoterpene,C10)、倍半萜(Sesquiterpene,C15)和二萜(Diterpene,C20)等。萜类化合物种类繁多,结构多样,迄今在植物中发现了25 000多种,是植物次生代谢物中种类最多的1类。萜类化合物是1类重要的次生代谢产物,萜类合酶(Terpene synthases,TPS)是催化生成萜类化合物的关键酶类。其中二萜类化合物具有广泛的生理活性,在医药、工农业生产上具有重要价值,在医药方面治疗肿瘤的紫杉醇、治疗心血管疾病的丹参酮以及有抗菌消炎作用的大戟属松香烷内酯等,在农业方面对植物生长发育有明显调控作用的赤霉素(GA)等,都是二萜类物质;然而关于催化产生二萜化合物的关键酶二萜合酶的研究进展目前还很有限,科学家从太平洋紫衫树皮中获得了紫杉烯合酶(TS)基因,它催化产生的紫杉醇是1种强效抗癌物;从水稻、玉米、小麦等作物中克隆获得了柯巴基焦磷酸合酶(CPS)基因,它们在植物抗毒素(Phytoalexin)和玉米抗镰刀菌方面发挥了重要作用;在玉米和拟南芥中克隆贝壳杉烯合酶(KS)基因,证明该基因是GA生物合成途径的关键基因;此外还有关于类贝壳杉烯合酶(KS)、松香二烯合酶(AS)和西柏烯合酶(CS)等二萜合酶的相关报道。然而到目前为止,关于棉属中二萜合酶的研究还很有限。本研究根据陆地棉TM-1基因组序列的分析预测,陆地棉中有80多个萜类合酶基因。结合笔者前期工作中虫害诱导棉花转录组的测序结果,分析获得了1个陆地棉二萜合酶基因,命名为GhTPS6。结合陆地棉基因组序列和B1ast比对分析,上游引物从起始密码子开始设计、下游引物以终止密码子结束,以cDNA为模板利用PCR的方法进行序列扩增,获得GhTPS6基因后测序比对分析,该基因开放阅读框(ORF)为2316bp,编码771个氨基酸。通过对GhTPS6编码的蛋白序列在NCBI上Blast比对发现,GhTPS6蛋白的"N"端不具有单萜合酶的保守域"RRxSW"结构域,而含有保守基序motifa,即"VADDxxD'保守域,推测该酶是二萜合酶,在行使功能时对底物GGPP的催化作用是Type A环化。该蛋白叶绿体转运肽、等电点和分子质量等分别通过Translate tool(http://web.expasy.org/translate/)、ChloroP 1.1 Server(http://www.cbs.dtu.dk/services/ChloroP/)、Compute pI/Mw tool(http://Web.expasy.org/compute_pi/)分析获得。结果表明:GhTPS6的等电点pI=5.13,是1个酸性蛋白质,其相对分子质量为88.16 kDa。目前,已经成功构建了GhTPS6表达载体,后续将进行体外表达试验,确定GhTPS6的催化活性。
引文