红花S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因的克隆与表达分析
2021-09-13谭政委余永亮许兰杰杨红旗薇马新明梁慧珍
谭政委 李 磊 余永亮 许兰杰 杨红旗 董 薇马新明 梁慧珍
(1河南省农业科学院芝麻研究中心,河南 郑州 450002;2河南农业大学信息与管理科学学院,河南 郑州 450002)
S-腺苷甲硫氨酸合成酶(S-adenosylmethionine synthetase,SAMS,EC:2.5.1.6)是植物代谢过程中的一个关键酶,它能催化ATP 和甲硫氨酸反应生成S-腺苷甲硫氨酸(S-adenosyl-methionine,SAM)[1]。SAM是主要的甲基供体以及乙烯、多胺、生物素生物合成的前体[2-4]。另外,SAM 还具有转氨丙基[5]、转硫[6]的作用。乙烯、多胺在植物体内参与了多种生物和非生物胁迫响应过程[7-8]。研究表明,高盐[9]、干旱[10-11]、高温[12]、低温[13]等多种非生物胁迫都能诱导SAMS基因表达上调,并通过过量表达SAMS提高转基因植物对低温和干旱的耐受性[14]。
红花(Carthamus tinctoriusL.),别名红蓝花、刺红花、草红花,是菊科红花属一年生双子叶草本植物,是集油用、药用和工业用于一体的特种经济作物,在世界各地广泛栽培,在我国已有2 000 多年的栽培历史[15]。红花有很强的耐寒、抗旱、耐盐碱、耐贫瘠等不良环境条件的特性[16]。红花适应性强,种植范围广,全世界每年种植红花约110 万公顷。我国是红花种植大国,年种植面积3~4 万公顷,主要分布在新疆、云南、四川、河南等地[17]。目前已从玉米(Zea maysL.)[18]、拟南芥(Arabidopsis thaliana)[19]、紫花苜蓿(Medicago truncatulasubsp. falcata)[14]、蝴蝶兰(Phalaenopsis amabilis)[20]等植物中克隆得到了SAMS基因并对其相关功能进行了初步研究,但红花SAMS基因的克隆、表达及其在植物逆境胁迫中的作用尚鲜见报道。本研究通过分析NCBI 数据库比对红花高通量转录组数据,利用RACE(rapid amplification of cDNA ends)技术和实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,qRT-PCR) 技术在红花中克隆SAMS基因的cDNA 全长,命名为CtSAMS1,对其序列进行生物学信息……
