菠萝Ac4CL5基因的克隆及表达分析

摘要

了解Ac4CL5基因在菠萝果肉酚类物质合成中的作用及调控机制，为利用该基因遗传改良菠萝果实品质和抗逆性奠定基础。以“巴厘”菠萝果肉为材料,克隆菠萝4-香豆酸辅酶A连接酶(4-coumaric acid:coenzyme A ligase, 4CL)Ac4CL5基因，并进行生物信息学分析，同时对Ac4CL5基因进行进化分析、原核表达分析和上游调控因子筛选。结果表明，Ac4CL5编码区全长1 659 bp,比基因组获得序列少92 bp,推测由于品种差异导致；Ac4CL5具有4CL基因家族典型的保守结构域，亚细胞定位预测Ac4CL5定位于过氧化物酶体；菠萝Ac4CL5属于Class I家族Type I类，推测Ac4CL5参与菠萝果实木质素生物合成；利用原核表达系统成功诱导出可溶性Ac4CL5目的蛋白，对纯化蛋白的酶活性和最适催化底物分析表明，Ac4CL5的最适催化底物为香豆酸，咖啡酸次之。利用Ac4CL5基因启动子进行酵母单杂交筛库发现，溴结合域蛋白GTE9和C2H2型锌指蛋白可能是调控Ac4CL5表达的上游调控因子。Ac4CL5蛋白主要以香豆酸和咖啡酸为底物，其超量表达与菠萝黑心病发生中该类酚类物质的大量积累密切相关。Ac4CL5可能受到溴结合域蛋白GTE9和C2H2型锌指蛋白转录因子调控。

关键词

菠萝 / 4-香豆酸辅酶A连接酶(4CL) / 序列 / 原核表达 / 转录调控

基金资助

海南省自然科学基金(321QN0921); 中央级公益性科研院所基本科研业务费专项(1630062023005、630062022006)资助