Page 72 - 《广西植物》2020年第4期

５ １ ０ 广 西 植 物 ４０ 卷
Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｋｎｏｗｎ ｔｒｉｍｅｔｉｃａｌ Ｇ ｐｒｏｔｅｉｎ ａｎｄ ｓｍａｌｌ ＧＴＰａｓｅꎬ ＥＲＡ (Ｅｏｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ Ｒａｓ￣ｌｉｋｅ ｐｒｏｔｅｉｎ) ｉｓ
ａ ｎｅｗ ＧＴＰ￣ｂｉｎｄｉｎｇ ｐｒｏｔｅｉｎ. Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｃｌｏｎｉｎｇ ａｎｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ＥＲＧ (ＥＲＡ￣ｌｉｋｅ ＧＴＰａｓｅ) ｈｏｍｏｌｏｇｏｕｓ
ｇｅｎｅ ｉｎ ｗｏｏｄｙ ｐｌａｎｔｓꎬ ｏｎｅ ＥＲＧ ｇｅｎｅ ｗａｓ ｆｉｒｓｔｌｙ ｉｓｏｌａｔｅｄ ｆｒｏｍ ａ ｃｏｌｄ￣ｔｏｌｅｒａｎｔ ｖａｒｉｅｔｙ ｏｆ Ｐａｓｓｉｆｌｏｒａ ｅｄｕｌｉｓ (‘Ｐｉｎｇｔａｎｇ １’)
ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｒａｐｉｄ ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｃＤＮＡ ｅｎｄｓ (ＲＡＣＥ). Ｔｈｅ ｒｅｓｕｔｌｓ ｗｅｒｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ: Ｔｈｅ ｆｕｌｌ￣ｌｅｎｇｔｈ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｏｆ ＰｅＥＲＧ
ｃＤＮＡ ｗａｓ １ ５１８ ｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅｓꎬ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ａ １ ２６０ ｂｐ ｏｐｅｎ ｒｅａｄｉｎｇ ｆｒａｍｅ (ＯＲＦ)ꎬ ｆｌａｎｋｅｄ ｂｙ ａ ３８ ｂｐ ５′￣ｕｎｔｒａｎｓｌａｔｅｄ ｒｅ￣
ｇｉｏｎ (ＵＴＲ) ａｎｄ ａ ２２０ ｂｐ ３′￣ＵＴＲ. ＰｅＥＲＧ ｍａｙ ｅｎｃｏｄｅ ａ ｐｒｏｔｅｉｎ ｏｆ ４２０ ａｍｉｎｏ ａｃｉｄｓꎬ ａｎｄ ｉｔｓ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｗａｓ
ｒｉｃｈ ｉｎ ａｌｐｈａ ｈｅｌｉｘ ａｎｄ ｅｘｔｅｎｄｅｄ ｓｔｒａｎｄ. ＰｅＥＲＧ ｐｒｏｔｅｉｎ ｄｉｄ ｎｏｔ ｃｏｎｔａｉｎ ｂｏｔｈ ｔｒａｎｓｍｅｍｂｒａｎｅ ｒｅｇｉｏｎ ａｎｄ ｓｉｇｎａｌ ｐｅｐｔｉｄａｓｅ
ｃｌｅａｖａｇｅ ｓｉｔｅꎬ ａｎｄ ｈａｄ ｔｗｏ ｃｏｎｓｅｒｖｅｄ ｄｏｍａｉｎｓ: ａ ＧＴＰａｓｅ ｄｏｍａｉｎ ａｎｄ ａ ＫＨ ｄｏｍａｉｎ. Ｐｈｙｌｏｇｅｎｅｔｉｃ ｔｒｅｅ ｒｅｖｅａｌｅｄ ｔｈａｔ
ＰｅＥＲＧ ｗａｓ ｃｌｕｓｔｅｒｅｄ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｃｌａｄｅ ａｓ ＯｓＥＲＧ１ꎬ ＡｔＥＲＧ１ ａｎｄ ＥＲＡ. (４) Ｕｓｉｎｇ ｒｅａｌ￣ｔｉｍｅ ＲＴ￣ＰＣＲꎬ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｓ
ｏｆ ＰｅＥＲＧ ｗｅｒｅ ｄｅｔｅｃｔａｂｌｅ ｉｎ ｖａｒｉｏｕｓ ｔｉｓｓｕｅｓ (ｒｏｏｔｓꎬ ｓｔｅｍｓꎬ ｌｅａｖｅｓꎬ ｆｌｏｗｅｒｓ ａｎｄ ｆｒｕｉｔｓ)ꎬ ａｎｄ ｉｔｓ ｄｙｎａｍｉｃ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｐａｔ￣
ｔｅｒｎ ｕｎｄｅｒ ｌｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｓｔｒｅｓｓ ｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ. Ａｌｔｏｇｅｔｈｅｒꎬ ｏｎｅ ＥＲＧ ｇｅｎｅ ｗａｓ ｉｓｏｌａｔｅｄ ｆｒｏｍ ｗｏｏｄｙ ｐｌａｎｔｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ
ｔｉｍｅ. Ｔｈｅｓｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｗｉｌｌ ｂｅ ｖａｌｕａｂｌｅ ｆｏｒ ｆｕｒｔｈｅｒ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｔｈｅ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ＥＲＧ ｉｎ ｐｌａｎｔｓ ａｎｄ ｅｎｒｉｃｈ ｔｈｅ ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ
ｇｅｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｏｆ Ｐａｓｓｉｆｌｏｒａ ｅｄｕｌｉｓ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: Ｅｅｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ Ｒａｓ￣ｌｉｋｅ ｐｒｏｔｅｉｎꎬ Ｐａｓｓｉｆｌｏｒａ ｅｄｕｌｉｓꎬ ＲＡＣＥꎬ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｐａｔｔｅｒｎꎬ Ｇ ｐｒｏｔｅｉｎꎬ ｌｏｗ
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｓｔｒｅｓｓ

西番莲( Ｐａｓｓｉｆｌｏｒａ ｅｄｕｌｉａ) 属于西番莲科西番 化特性(Ｌｏｐｅｚ￣Ｖａｒｇａｓ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１３)ꎻ进一步的研究

莲属草质或半木质常绿藤本植物ꎬ花朵鲜艳优美ꎬ 表明低剂量西番莲地上部分提取物有较好的抗焦
果汁风味独特、芳香怡人ꎬ俗称百香果、激情果、番 虑作用ꎬ而高剂量提取物有较好的镇定作用( Ｄｅｎｇ

石榴、巴西果等ꎬ原产南美洲巴西至阿根廷一带ꎮ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１０ꎻ Ｌｉ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１１)ꎮ 此外ꎬ西番莲还具
目前作为国内水果市场的“ 新宠”ꎬ西番莲在台湾、 有抗肿瘤、 清 热 降 火、 止 咳 化 痰 等 功 能 ( Ｃｈｅｎ ＆
福建、广东、广西、海南和云南等地栽培推广( 周玉 Ｇｕｏꎬ１９９９ꎻ Ｌｉｕ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１７)ꎮ
娟等ꎬ２００８)ꎬ其商业化品种主要有紫果、黄果、黄 最早在大 肠 杆 菌 ( Ｅｅｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ) 中 发 现 的
果与紫果杂交品种等 ３ 大类ꎬ其中紫果品种在我 ＥＲＡ 蛋白(Ｅ. ｃｏｌｉ Ｒａｓ￣ｌｉｋｅ ｐｒｏｔｅｉｎ)普遍存在于原核
国栽培面积最大( 郑文武等ꎬ２００８)ꎮ 西番莲具有 和真核生物(Ａｂｕ ｅｔ ａｌ.ꎬ １９９９)ꎬ它是一类新的 ＧＴＰ
较高的营养价值和药用效果ꎬ其果实含有多种人 结合蛋白亚家族ꎬ既在其 Ｎ 端有典型的 ＧＴＰａｓｅ 保
体必需的氨基酸、蛋白质、还原糖、维生素等( 黄苇 守结构域(ＧＴＰａｓｅ ｄｏｍａｉｎ)ꎬ又在其 Ｃ 端有独特的
等ꎬ２００３)ꎻ其果汁占鲜果重量的 ３５％ ~ ３８％ꎬ果皮 ＲＮＡ 结合结构域(ＫＨ ｄｏｍａｉｎ)ꎬ从而不同于异三聚

占 ５０％ ~ ５５％ꎬ种子占 ５％ ~ ８％ꎻ干果皮中含果胶 体 Ｇ 蛋白和单体小分子 Ｇ 蛋白两个亚族( Ａｂｕ ｅｔ
２０％ꎬ粗纤维 ２５％(张佳艳和任仙娥ꎬ２０１６)ꎮ 西番 ａｌ.ꎬ １９９９ꎻ杨青青ꎬ２０１０)ꎮ 植物中存在 ＥＲＡ 的同源
莲果汁具有芒果、石榴、柠檬等多种水果的浓郁香 蛋白 ＥＲＧ(ＥＲＡ￣ｌｉｋｅ ＧＴＰａｓｅ)ꎬＩｎｇｒａｍ ｅｔ ａｌ.(１９９８)
味ꎬ风味独特ꎬ具有“果汁之王”的美称(曾绍校等ꎬ 首次报道了金鱼草(Ａｎｔｉｒｒｈｉｎｕｍ ｍａｊｕｓ)的 ＥＧＲ 蛋白

２０１４)ꎮ 以西番莲为主要原材料ꎬ添加适量奶粉、 及其编码基因ꎮ 拟南芥( Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ ｔｈａｌｉａｎａ) 基因
胡萝卜研制出的复合保健饮料ꎬ具有高维生素高 组中存在两个同源的 ＥＲＧ 基因ꎬＡｔＥＲＧ１ 和 ＡｔＥＲＧ２
优质蛋白的特点( 殷建忠等ꎬ２００５)ꎮ 西番莲果皮 (Ｓｕｗａｓｔｉｋａ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１４ꎻＣｈｅｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１８)ꎮ 此外ꎬ

可提取色素和果胶ꎬ也可制作食用纤维和果脯ꎻ其 在 烟 草 ( Ｎｉｃｏｔｉａｎａ ｂｅｎｔｈａｍｉａｎａ )、 拟 南 芥、 水 稻
种子含油率达 ２１％ ~ ２５％ꎬ用其压榨出的食用油品 (Ｏｒｙｚａ ｓａｔｉｖａ)等高等植物中也存在包含两个串联重
质高、人体吸收率可达 ９０％以上ꎬ有着非常高的营 复的 ＧＴＰ 结合结构域(ＧＴＰ￣ｂｉｎｄｉｎｇ ｄｏｍａｉｎ)和一个
养价值和经济前景( 徐智和汤利ꎬ２０１２)ꎮ 西番莲 ＣＴＤ 结 构 域 ( Ｃ￣ｔｅｒｍｉｎａｌ ｄｏｍａｉｎ ) 的 ＤＥＲ 蛋 白
叶片 水 提 物 具 有 抗 炎 作 用 ( Ｍｏｎｔａｎｈｅｒ ｅｔ ａｌ.ꎬ (Ｄｏｕｂｌｅ Ｅｒａ￣ｌｉｋｅ ＧＴＰａｓｅ) ( Ｊｅｏｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１３ꎻＣｈｅｎｇ
２００７)ꎬ果肉和种子中的多酚成分具有良好的抗氧 ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１８)ꎮ 这些 ＥＲＧ 基因在植物的生长发育过