栀子UGT基因家族UGT86A1和UGT85A2基因克隆与表达模式分析
2021-12-17谷振军杨春霞
刘 倩,谷振军,符 潮,2,杨春霞
(1.江西省林业科学院,江西 南昌 330032;2.中南林业科技大学,湖南 长沙 410004)
栀子Gardenia jasminoides是茜草科Rubiaceae植物中的一种传统中药,具有镇痛止血、护肝利胆、消炎消肿等作用,主要产自江西、湖南、四川、重庆等地,种植面积广,产量高[1-2]。栀子果实中的活性成分之一西红花苷是一种能够抗氧化、炎症以及肿瘤的脱辅基类胡萝卜素类化合物[3-4],包括西红花苷I、II、III、IV、V,主要成分为西红花苷I,存在于鸢尾科Iridaceae植物番红花Crocus sativus的柱头和栀子果实中。由于番红花柱头产量极低且价格昂贵,而种植面积广且产量高的栀子果实中的西红花苷含量仅次于番红花柱头,因此,栀子果实有望替代番红花成为生产西红花苷的主要来源。
近年来,栀子西红花苷生物合成途径中的关键基因的克隆与表达模式分析成为热门研究,尤其栀子染色体水平基因组的破译为西红花苷合成生物学研究及栀子分子辅助育种等提供理论支撑。西红花苷在生物体内合成复杂,由多种酶共同催化生成。西红花苷合成的骨架物质为异戊二烯焦磷酸(isopentenyl diphosphate,IPP),而IPP合成则来自质体内的甲基赤藓糖磷酸MEP 途径(Rodríguez-Concepción,2004),1-脱氧木酮糖-5-磷酸合成酶 (DXS)是MEP 途径中的限速酶[5-6]。目前在栀子中已发现一些参与西红花苷合成的相关基因,并研究了乙烯反应元件因子基因(ERF)、八氢番茄红素合成酶基因(PSY)、八氢番茄红素脱饱和酶基因(PDS)、类胡萝卜素剪切双加氧酶基因(CCD4)等关键基因的克隆与表达分析[7-11]。
UDP-葡萄糖基转移酶家族基因(UGT)编码一种葡萄糖醛酸化途径的UDP 葡萄糖醛酸转移酶,负责将尿苷5′-二磷酸葡萄醛酸转移至形成β-d 葡萄糖醛酸的有效底物上[12-13],参与花色苷的生物合成以及调节有机体的生物活性[14-15]。……
