三角梅二氢黄酮醇-4-还原酶基因的克隆及表达特异性分析OA北大核心CSTPCD

【目的】克隆分析三角梅(Bougainvillea spectabilis)二氢黄酮醇-4-还原酶(Dihydroflavonol-4-reductase,DFR)基因(BsDFR),探讨其在三角梅苞片呈色中的作用。【方法】基于三角梅转录组数据,利用PCR技术克隆BsDFR基因,并通过生物信息学工具分析其分子特性;通过分子对接技术预测BsDFR底物特异性;采用实时荧光定量PCR分析该基因在不同颜色三角梅中的表达量差异。【结果】三角梅BsDFR基因(GenBank ID:ON417750)编码区全长987 bp,编码328个氨基酸。BsDFR理论相对分子质量为36.48 kDa,等电点pI为6.33;具有DFR特有的NADPH及底物特异结合位点,属于Asn型DFR;不具有跨膜结构及信号肽,定位于细胞质中;二级结构中α螺旋占比最多,三级结构预测显示为二聚体蛋白。底物对接模拟预测BsDFR对二氢山柰酚(Dihydrokaempferol,DHK)、二氢槲皮素(Dihydroquercetin, DHQ)和二氢杨梅素(Dihydromyricetin, DHM)3种底物均具有催化活性,与结构分析相吻合。进化树分析其与石竹目(Centrospermae)植物聚为一类。qRT-PCR分析发现其在橙色系三角梅中含量较高,进一步推测其主要底物为DHK,催化生成橙色系花青素(天竺葵素)的前体物质——无色天竺葵素苷元。【结论】BsDFR基因是一个典型的植物二氢黄酮醇-4-还原酶基因,主要与橙色系三角梅苞片色素合成有关。