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冬凌草hmgs基因的克隆与表达分析-中国作物学会
总第174期 25
作物杂志 Crops 2016(5):25-30 DOI:10.16035/j.issn.1001-7283.2016.05.005
冬凌草HMGS 基因的克隆与表达分析
1,2 1 1,2 1,2 1,2
朱畇昊 爼梦航 苏秀红 董诚明 陈随清
1 2
( 河南中医学院药学院,450046,河南郑州; 呼吸疾病诊疗与新药研发河南省协同创新中心,450046,河南郑州)
摘 要 羟甲基戊二酰辅酶A合酶(3-Hydroxy-3-methylglutaryl-coenzyme A synthase,HMGS)是甲羟戊酸途
径(MVA)中的第一个催化酶。根据冬凌草转录组数据库中 HMGS 基因序列设计特异引物,采用 RT-PCR
技术克隆冬凌草 IrHMGS 基因 cDNA 全长,并对其序列进行生物信息学分析,通过荧光定量 PCR 的方法分
析其组织表达特性。IrHMGS 基因 cDNA 全长 1 382bp,编码 460 个氨基酸,序列分析结果表明该基因编码的
氨基酸序列含有羟甲基戊二酰辅酶 A 合成酶 N 末端、C 末端等保守结构域。荧光定量 PCR 表明,IrHMGS
在冬凌草组培苗叶和根中的表达量显著高于在组培苗花、茎和愈伤组织中的表达量。本研究为后续深入研究
IrHMGS 在冬凌草二萜类物质合成途径中的功能奠定了基础。
关键词 冬凌草;HMGS 基因;生物信息学分析;荧光定量 PCR
冬凌草 [Isodon rubescen(Hemsl.) H.Haras] 为唇 基因,如丹参 [8] 、喜树 [9] 、灵芝 [10] 等,而有关冬凌
形科香茶菜属植物碎米桠变种,野生冬凌草主要分 草 HMGS 基因的研究尚未见报道。本研究通过生物
布于太行山南部,尤以河南省济源市附近生长的冬 信息学及组织特异性分析初步判断 HMGS 基因可能
凌草品质较佳。冬凌草自古以来被太行山区的民间 与二萜类化合物合成有关,为进一步探讨其在冬凌
常年当作茶叶饮用,因其具有清热解毒、清咽利喉、 草二萜类成分生物合成中的作用奠定基础。
消炎止痛的功能在当地非常盛行 [1-2] 。目前,已经
1 材料与方法
开发出冬凌草糖浆、冬凌草保健饮料、冬凌草茶叶、
冬凌草爽口液等产品,提高了冬凌草的利用率,也 1.1 材料与试剂
带动了农民种植冬凌草的积极性。张覃沐等 [3] 、孙 试验于 2015 年在河南中医学院生药学科分子
汉董等 [4] 对冬凌草进行了系统的化学成分分析,发 生物学实验室完成。试验材料为冬凌草组培苗、愈
现冬凌草中主要的活性成分为对映贝壳杉烯类二 伤组织,由本实验室继代保存,经董诚明教授鉴定
萜,且河南济源所产冬凌草中富含的冬凌草甲素、 为碎米桠变种 Isodon rubescens(Hemsl.) H.Hara。
[5-6]
乙素等均具有良好的抗肿瘤效果 。 1.2 方法
随着分子生物学的发展,萜类化合物生物合成 1.2.1 总 RNA 提取与 cDNA 的合成 取高度约
途径相关酶类的编码基因被不断克隆与研究。羟甲 10cm 的冬凌草组培苗,摘取叶片,迅速加液氮研磨,
基戊二酰辅酶A合酶(3-Hydroxy-3-methylglutaryl-
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