Page 121 - 《广西植物》2023年第2期
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Ｇｕｉｈａｉａ Ｆｅｂ. ２０２３ꎬ ４３(２): ３１５－３２６
ＤＯＩ: １０.１１９３１/ ｇｕｉｈａｉａ.ｇｘｚｗ２０２１１２０６３
羽健宾ꎬ 郭丽君ꎬ 张静ꎬ 等ꎬ ２０２３. 粉葛 ＰｔＣＨＩ 基因的克隆、原核表达和亚细胞定位 [Ｊ]. 广西植物ꎬ ４３(２): ３１５－３２６.
ＹＵ ＪＢꎬ ＧＵＯ ＬＪꎬ ＺＨＡＮＧ Ｊꎬ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２３. Ｃｌｏｎｉｎｇꎬ ｐｒｏｋａｒｙｏｔｉｃ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ａｎｄ ｓｕｂｃｅｌｌｕｌａｒ ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ＰｔＣＨＩ ｇｅｎｅ ｆｒｏｍ
Ｐｕｅｒａｒｉａ ｍｏｎｔａｎａ ｖａｒ. ｔｈｏｍｓｏｎｉｉ [Ｊ]. Ｇｕｉｈａｉａꎬ ４３(２): ３１５－３２６.
粉葛 ＰｔＣＨＩ 基因的克隆、原核表达和亚细胞定位
羽健宾 ꎬ 郭丽君 ꎬ 张 静 ꎬ 肖 冬 ꎬ 何龙飞 ꎬ 王爱勤 １∗
１ꎬ２
１
１
１
１
( １. 广西大学 农学院ꎬ 南宁 ５３０００４ꎻ ２. 华南农业大学 生命科学学院ꎬ 广州 ５１０６４２ )
摘 要: 为探究葛根品种间异黄酮类物质代谢关键酶基因 ＰｔＣＨＩ 的分子机制差异ꎬ并揭示其品种间异黄酮
物质含量差异的原因ꎬ该研究以野葛品种‘桂葛 ８ 号’和粉葛品种‘桂葛 １ 号’为材料ꎬ经乙醇提取并通过高
效液相色谱仪对野葛和粉葛中葛根素和总黄酮的含量进行测定ꎬ基于已报道的野葛 ＣＨＩ 基因ꎬ通过同源克
隆方法分离粉葛中 ＰｔＣＨＩ 基因ꎬ并在体外进行蛋白表达ꎬ同时在拟南芥原生质体中研究 ＰｔＣＨＩ 基因的定位ꎮ
结果表明:(１)野葛中的葛根素含量显著高于粉葛的ꎬ野葛的总黄酮含量也高于粉葛但未达到显著水平ꎮ
(２)成功分离到粉葛 ＰｔＣＨＩ 基因ꎬ长度为 ７４２ ｂｐ 且包含 ６７２ ｂｐ 完整的 ＯＲＦ 框ꎬ编码 ２２３ 个氨基酸ꎬ与野葛的
ＣＨＩ 基因具有 ９９％的同源性ꎮ (３)ＣＨＩ 基因在粉葛中的表达量为茎>根>叶子ꎬ在野葛中则为根>茎>叶子ꎬ
除叶子外野葛中 ＣＨＩ 基因的表达量均显著高于粉葛ꎮ (４)经预测ꎬ粉葛 ＰｔＣＨＩ 蛋白为稳定的亲水性蛋白且
大小为 ２７.８ ｋＤꎬ二、三级结构以 α￣螺旋为主ꎬ具有 ２５ 个磷酸化位点ꎬ与野葛、大豆和乌拉尔甘草的亲缘关系
较近ꎬ与 Ｆ３Ｈ２、Ｆ３Ｈ、４ＣＬ４、ＤＦＲ２ 及 ＣＨＳ 发生互作的可能性较大ꎮ (５) 在体外成功诱导并分离到 ２７.８ ｋＤ 的
ＰｔＣＨＩ 单一蛋白ꎮ (６)通过拟南芥原生质体进一步揭示 ＰｔＣＨＩ 主要定位在叶绿体ꎮ 该研究结果进一步解析了
粉葛和野葛中黄酮类物质含量的差异问题ꎬ为 ＰｔＣＨＩ 的功能验证和异黄酮代谢途径机理研究提供了参考ꎮ
关键词: 粉葛ꎬ ＰｔＣＨＩꎬ 克隆ꎬ 原核表达ꎬ 亚细胞定位
中图分类号: Ｑ９４３ 文献标识码: Ａ 文章编号: １０００￣３１４２(２０２３)０２￣０３１５￣１２
Ｃｌｏｎｉｎｇꎬ ｐｒｏｋａｒｙｏｔｉｃ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ａｎｄ ｓｕｂｃｅｌｌｕｌａｒ ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ
ｏｆ ＰｔＣＨＩ ｇｅｎｅ ｆｒｏｍ Ｐｕｅｒａｒｉａ ｍｏｎｔａｎａ ｖａｒ. ｔｈｏｍｓｏｎｉｉ
１ꎬ２ １ １ １ １ １∗
ＹＵ Ｊｉａｎｂｉｎ ꎬ ＧＵＯ Ｌｉｊｕｎ ꎬ ＺＨＡＮＧ Ｊｉｎｇ ꎬ ＸＩＡＯ Ｄｏｎｇ ꎬ ＨＥ Ｌｏｎｇｆｅｉ ꎬ ＷＡＮＧ Ａｉｑｉｎ
( １. Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅꎬ Ｇｕａｎｇｘｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ Ｎａｎｎｉｎｇ ５３０００４ꎬ Ｃｈｉｎａꎻ ２. Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅｓꎬ
Ｓｏｕｔｈ Ｃｈｉｎａ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０６４２ꎬ Ｃｈｉｎａ )
Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｅｘｐｌｏｒｅ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｔｈｅ Ｐｕｅｒａｒｉａ ｃｕｌｔｉｖａｒｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｉｓｏｆｌａｖｏｎｅ
ｍｅｔａｂｏｌｉｃ ｅｎｚｙｍｅ ｇｅｎｅ ＰｔＣＨＩꎬ ａｎｄ ｔｏ ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｉｌｙ ｒｅｖｅａｌ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｃａｕｓｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｉｓｏｆｌａｖｏｎｅｓ. Ｔｈｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ
ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｗｅｒｅ Ｐｕｅｒａｒｉａ ｍｏｎｔａｎａ ｖａｒ. ｌｏｂａｔａ ａｎｄ Ｐ. ｍｏｎｔａｎａ ｖａｒ. ｔｈｏｍｓｏｎｉｉ. Ｐｕｅｒａｒｉｎ ａｎｄ ｔｏｔａｌ ｆｌａｖｏｎｏｉｄｓ ｏｆ Ｐ.
ｍｏｎｔａｎａ ｖａｒ. ｌｏｂａｔａ ａｎｄ Ｐ. ｍｏｎｔａｎａ ｖａｒ. ｔｈｏｍｓｏｎｉｉ ｗｅｒｅ ｅｘｔｒａｃｔｅｄ ｂｙ ｅｔｈａｎｏｌꎬ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｗｅｒｅ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｂｙ ｈｉｇｈ￣
收稿日期: ２０２２－０４－２９
基金项目: 国家自然科学基金(８１８６０６７０)ꎻ 国家现代农业产业技术体系－广西薯类创新团队首席专家项目(ｎｙｃｙｔｘｇｘｃｘｔｄ￣１１￣０１)ꎮ
第一作者: 羽健宾(１９９３－)ꎬ博士研究生ꎬ研究方向为药用植物次级代谢产物调控ꎬ(Ｅ￣ｍａｉｌ)ｙｂｂ１１２９＠ １２６.ｃｏｍꎮ
∗
通信作者: 王爱勤ꎬ博士ꎬ教授ꎬ主要从事药用植物的栽培与调控研究ꎬ(Ｅ￣ｍａｉｌ)ｗａｉｑｉｎｇ１９６６＠ １２６.ｃｏｍꎮ
