Page 66 - 《广西植物》2024年第2期

２ ６ ８ 广 西 植 物 ４４ 卷
ｐｕｒｐｌｅ ｓｔａｌｋ ａｎｄ ｇｒｅｅｎ ｓｔａｌｋꎬ ａｎｄ ｎａｍｅｄ ａｓ ＢｊＧＳＴＦ１２. Ｉｎ ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙꎬ ｔｈｅ ｂｉｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ＢｊＧＳＴＦ１２
ｅｎｃｏｄｉｎｇ ｐｒｏｔｅｉｎ ａｎｄ ｐｒｏｍｏｔｅｒ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄꎬ ｔｈｅ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｌｅｖｅｌ ｏｆ ＢｊＧＳＴＦ１２ ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｗｉｔｈ ｔｏｔａｌ
ａｎｔｈｏｃｙａｎｉｄｉｎ ｃｏｎｔｅｎｔ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｉｎ Ｂ. ｊｕｎｃｅａ ｌｉｎｅｓ ｗｉｔｈ ｐｕｒｐｌｅ ｓｔａｌｋ ａｎｄ ｇｒｅｅｎ ｓｔａｌｋ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｗｅｒｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗ: (１)
ＢｊＧＳＴＦ１２ ｇｅｎｅｓ ｆｒｏｍ Ｂ. ｊｕｎｃｅａ ｗｅｒｅ ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ ｃｌｏｎｅｄꎬ ｗｈｏｓｅ ｔｈｅ ｆｕｌｌ ｌｅｎｇｔｈ ｏｆ ＢｊＧＳＴＦ１２ ｉｎ ｇｅｎｏｍｅ ａｎｄ ｃＤＮＡ ｗａｓ
８０８ ｂｐ ａｎｄ ６５１ ｂｐꎬ ｅｎｃｏｄｉｎｇ ａ ｐｒｏｔｅｉｎ ｏｆ ２１６ ａｍｉｎｏ ａｃｉｄｓ. Ｔｈｅ ＢｊＧＳＴＦ１２ ｃｏｎｔａｉｎｅｄ ｔｈｅ ｔｙｐｉｃａｌ ｄｏｍａｉｎｓ ｏｆ ＧＳＴ
ｐｒｏｔｅｉｎｓꎬ ｎａｍｅｌｙ ＧＳＴ＿Ｎ ａｎｄ ＧＳＴ＿Ｃ. Ｈｏｗｅｖｅｒꎬ ｔｈｅｉｒ ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ ｏｆ ＢｊＧＳＴＦ１２ ｄｉｄ ｎｏｔ ｅｘｈｉｂｉｔ ａｎｙ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ
ｔｗｏ ｌｉｎｅｓ ｏｆ Ｂ. ｊｕｎｃｅａ. (２) ＢｊＧＳＴＦ１２ ｗａｓ ｃｌｏｓｅｌｙ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ＡｔＧＳＴＦ１２ ｉｎ Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓꎬ ａｎｄ ｂｏｔｈ ｂｅｌｏｎｇｅｄ ｔｏ ｔｈｅ φ
ｓｕｂｆａｍｉｌｙ ｏｆ ＧＳＴ ｆａｍｉｌｙ. (３) Ｔｈｅ ＢｊＧＳＴＦ１２ ｐｒｏｍｏｔｅｒ ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ ｗｅｒｅ ｃｌｏｎｅｄ ｆｒｏｍ ｔｗｏ Ｂｒａｓｓｉｃａ ｊｕｎｃｅａ ｓｔｒａｉｎｓ ｏｆ ｇｒｅｅｎ
ｓｔａｌｋ ａｎｄ ｐｕｒｐｌｅ ｓｔａｌｋꎬ ａｎｄ ｔｈｅｙ ｅｘｈｉｂｉｔｅｄ ｆｏｕｒ ｂａｓｅ ｍｕｔａｔｉｏｎｓ/ ｉｎｓｅｒｔｉｏｎｓ. Ｈｏｗｅｖｅｒꎬ ｔｈｅ ｔｙｐｅｓ ａｎｄ ｎｕｍｂｅｒｓ ｏｆ ｃｉｓ￣ａｃｔｉｎｇ
ｅｌｅｍｅｎｔｓ ｄｉｄ ｎｏｔ ｓｈｏｗ ｏｂｖｉｏｕｓ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｔｗｏ ｓｔｒａｉｎｓꎬ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｎｉｎｅ ＭＹＢ ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎ ｆａｃｔｏｒ ｂｉｎｄｉｎｇ
ｓｉｔｅｓꎬ ｏｎｅ ｈｏｒｍｏｎｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｅｌｅｍｅｎｔꎬ ａｎｄ ｔｈｒｅｅ ａｂｉｏｔｉｃ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔｓ. (４) Ｔｈｅ ｔｏｔａｌ ａｎｔｈｏｃｙａｎｉｄｉｎ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｎ
Ｂ. ｊｕｎｃｅａ ｏｆ ｐｕｒｐｌｅ ｓｔａｌｋ ｗａｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｉｎ ｇｒｅｅｎ ｓｔａｌｋ ｏｎｅｓꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｌｅｖｅｌｓ ｏｆ ＢｊＧＳＴＦ１２ ｉｎ
ｔｗｏ ｌｉｎｅｓ ｗｅｒｅ ｆｏｕｎｄ ｔｏ ｂｅ ｓｉｍｉｌａｒ ｔｏ ｔｈｅ ｔｏｔａｌ ａｎｔｈｏｃｙａｎｉｄｉｎ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｎ ｂｏｔｈ ｌｉｎｅｓ. (５) Ｐｒｏｔｅｉｎ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋ
ａｎａｌｙｓｉｓ ｒｅｖｅａｌｅｄ ｔｈａｔ ＢｊＧＳＴＦ１２ ｍａｙ ｉｎｔｅｒａｃｔ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｋｅｙ ｅｎｚｙｍｅｓ ｏｆ ａｎｔｈｏｃｙａｎｉｄｉｎ ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓꎬ ｇｌｙｃｏｓｙｌａｔｉｏｎ
ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎꎬ ａｎｄ ｔｒａｎｓｐｏｒｔｅｒ ｐｒｏｔｅｉｎｓ. Ｉｎ ｓｕｍｍａｒｙꎬ ＢｊＧＳＴＦ１２ ｉｓ ｌｉｋｅｌｙ ｔｏ ｐｌａｙ ａ ｋｅｙ ｒｏｌｅ ｉｎ ｔｈｅ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ
ａｎｔｈｏｃｙａｎｉｄｉｎ ｉｎ Ｂ. ｊｕｎｃｅａ ｂｙ ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇ ｉｔｓ ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓꎬ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎꎬ ａｎｄ ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ ｔｈｒｏｕｇｈ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓ ｗｉｔｈ ｏｔｈｅｒ
ｐｒｏｔｅｉｎｓ. Ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ａ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｆｕｒｔｈｅｒ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ＧＳＴ ａｎｄ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ
ａｎｔｈｏｃｙａｎｉｄｉｎ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｉｎ Ｂ. ｊｕｎｃｅａ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: Ｂｒａｓｓｉｃａ ｊｕｎｃｅａꎬ ＧＳＴꎬ ｂｉｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓ ａｎａｌｙｓｉｓꎬ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓꎬ ａｎｔｈｏｃｙａｎｉｄｉｎ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ

谷 胱 甘 肽 转 移 酶 ( ｇｌｕｔａｔｈｉｏｎｅ Ｓ￣ｔｒａｎｓｆｅｒａｓｅꎬ 异源物质或氧化产物结合ꎬ促进其代谢、隔离或清
ＧＳＴꎬＥＣ ２.５.１.１.８) 是一种具有多功能的超家族 除ꎬ从而降 低 有 毒 物 质 对 细 胞 伤 害 ( 陈 秀 华 等ꎬ
酶ꎬ广泛存在于生物界ꎬ主要催化还原型谷胱甘肽 ２０１３)ꎻ(２)参与调控植物对盐胁迫、重金属胁迫等
(ｇｌｕｔａｔｈｉｏｎｅꎬＧＳＨ)和疏水、亲电底物共价结合形成 非生物胁迫条件下的抗逆能力( Ｌａｌｌｅｍｅｎｔ ｅｔ ａｌ.ꎬ
共轭物ꎬ将生物体内潜在的有毒物质和外来的有 ２０１４ꎻ邢磊等ꎬ２０２０ꎻ张创娟等ꎬ２０２２)ꎻ(３) 参与花
害物质隔离在液泡或转移到质外体ꎬ从而达到解 青素等次生代谢物的跨膜运输定位( Ｍａｒｒｓ ｅｔ ａｌ.ꎬ
毒目的(Ｃｕｍｍｉｎｓ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１１ꎻ陈秀华等ꎬ２０１３ꎻ张 １９９５)ꎮ 玉米 Ｂｒｏｎｚｅ￣２ 是研究发现的第一个在花
雪等ꎬ２０１７)ꎮ 根据 ＧＳＴ 家族的基因结构、氨基酸 青素积累中起重要作用的 ＧＳＴ 基因( Ｍａｒｒｓ ｅｔ ａｌ.ꎬ
序列相似性以及催化底物等性质的不同ꎬＧＳＴ 家 １９９５)ꎮ Ｂｒｏｎｚｅ￣２ 的 同 源 基 因ꎬ 如 拟 南 芥 ＴＴ１９

族分为 ７ 个亚家族ꎬ分别为 φ(ｐｈｉꎬＦ)、τ(ｔａｕꎬＵ)、ζ (ＧＳＴＦ１２)(Ｓｕｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１２)、猕猴桃 ＡｃＧＳＴ１( Ｌｉｕ
(ｚｅｔａꎬＺ)、θ( ｔｈｅｔａꎬＴ)、λ( ｌａｍｂｄａꎬＬ)、脱氢抗坏血 ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１９)、棉花 ＧｈＧＳＴＦ１２(Ｓｈａｏ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２１)、
酸还原酶( ｄｅｈｙｄｒｏａｓｃｏｒｂａｔｅ ｒｅｄｕｃｔａｓｅꎬＤＨＡＲ) 和四 萝卜 ＲｓＧＳＴＦ１２( Ｎｉｕ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２２) 等陆续被报道ꎬ

氯 对 苯 二 酚 脱 卤 酶 ( ｔｅｔｒａｃｈｌｏｒｏｈｙｄｒｏｑｕｉｎｏｎｅ 表明 ＧＳＴ 基因在花青素积累中的功能是高度保守
ｄｅｈａｌｏｇｅｎａｓｅꎬＴＣＨＱＤ)ꎬ其中ꎬφ 和 τ 是植物所有特 的ꎮ 由此可见ꎬＧＳＴ 家族成员在植物花青素积累

有的 ＧＳＴ 类 型 ( Ｍｏｈｓｅｎｚａｄｅｈ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１１)ꎮ ＧＳＴ 中发挥着重要作用ꎮ
蛋白均包含 Ｎ 端和 Ｃ 端 ２ 个结构域ꎬ其中ꎬＮ 端为 芥菜(Ｂｒａｓｓｉｃａ ｊｕｎｃｅａ )是十字花科芸薹属作物ꎬ
ＧＳＨ 特异结合位点(Ｇ 位点)ꎬ该位点较保守ꎬＣ 端 为世界重要的蔬菜、油料、调料作物ꎮ 在我国ꎬ芥菜
包含结合疏水底物的结合位点( Ｈ 位点)ꎬ该位点 可分为根、 茎、 叶、 薹四大类 １６ 个变种 ( 刘佩瑛ꎬ

可变性较大(邢磊等ꎬ２０２０)ꎮ １９９６)ꎬ除西藏等高寒山区外ꎬ芥菜在全国各地均有
目 前ꎬ 已 从 拟 南 芥 ( Ｍｏｈｓｅｎｚａｄｅｈ ｅｔ ａｌ.ꎬ 栽培(万正杰等ꎬ２０２０)ꎮ 随着生活水平的日益提高
２０１１)、油菜( Ｗｅｉ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１９)、石榴( 刘龙博等ꎬ 与环境条件的变化ꎬ人们对芥菜品质和品种抗性提
２０２１)等多个物种中分离鉴定了 ＧＳＴ 基因ꎬ其功能 出了新要求(符梅等ꎬ ２０２２)ꎮ 培育紫色蔬菜品种对
主要体现在以下三个方面:(１) 催化 ＧＳＨ 与有毒 提高蔬菜的经济价值和营养价值具有重要意义ꎮ