广藿香DXS基因克隆及表达分析

曾晴 严雅玲 严寒静 何梦玲 张宏意

摘要：1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合酶（DXS）是调控萜类合成途径中MEP途径的第一个关键酶，为探究广藿香DXS基因参与其主要萜类成分广藿香醇合成调控的分子机制，本研究依据本课题组前期获得的转录组DXS基因序列，以广藿香cDNA为模板，克隆得到PeDXS基因，对其进行生物信息学分析，构建pET-28a-PeDXS原核表达载体诱导蛋白表达，并采用荧光实时定量PCR法检测广藿香根、茎、叶、芽中DXS基因表达情况。结果表明，从广藿香叶中克隆到开放阅读框全长为2 151 bp和1 908 bp的PeDXSI、PcDXS2基因序列，分别编码716、635个氨基酸。预测PcDXSl蛋白分子量78.33 kDa，为稳定非跨膜非分泌蛋白，主要定位于叶绿体；PcDXS2蛋白分子量67.92 kDa，为不稳定非跨膜非分泌蛋白，主要定位于叶绿体。PcDXSl、PcDXS2均含有DXP_symhase_N、TranskeLpyr和Transketolase_C结构域模块，属于DXS超家族。PcDXS1、PcDXS2分别与半枝莲、糙苏的DXS基因序列具有较高同源性。使用异丙基-B-D-硫代半乳糖苷（IPTC）诱导的PcDXSl、PcDXS2融合蛋白主要在沉淀中表达。PeDXS1、PcDXS2基因表达量均在根中最低，PcDXSI基因在叶中显著高表达，PcDXS2基因在叶、芽、茎中高表达。本研究结果可为后续深入研究DXS基因在广藿香萜类化合物合成途径中的生物学功能及广藿香萜类代谢途径的基因调控奠定基础。

关键词：广藿香；1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合酶（DXS）；基因克隆；生物信息学分析；表达分析

中图分类号：S567.2：Q781 文献标识号：A 文章编号：1001-4942（2024）04-0028-08