《植物生理学报》 2019, 55(1): 14-22

芹菜β-胡萝卜素羟化酶基因AgBCH1的克隆及表达特性分析

王雨薇, 郝建楠, 罗鑫, 李静文, 段奥其, 刘洁霞, 冯凯, 熊爱生^*

南京农业大学园艺学院, 作物遗传与种质创新国家重点实验室, 农业农村部华东地区园艺作物生物学与种质创新重 点实验室, 南京210095

通信作者：熊爱生；E-mail: xiongaisheng@njau.edu.cn

摘　要：

β-胡萝卜素羟化酶(β-carotene hydroxylase, BCH)在植物类胡萝卜素生物合成中起着重要的作用。芹菜是伞形科一种重要的叶菜类蔬菜作物, 含有丰富的类胡萝卜素。本文以芹菜‘六合黄心芹’为实验材料, 从中克隆获得编码芹菜β-胡萝卜素羟化酶的基因AgBCH1。序列分析结果显示, 该基因全长933 bp, 编码310个氨基酸。进化树分析表明, 芹菜AgBCH1蛋白的进化高度保守, 与同科的胡萝卜DcBCH1蛋白的进化关系最为相近。序列比对分析显示, 植物BCH1氨基酸序列具有较高的同源性, 芹菜与同科的胡萝卜BCH1氨基酸序列一致性达到87.94%。 AgBCH1蛋白相对分子质量34 505.73, 理论等电点9.10, 为亲水性蛋白。芹菜AgBCH1蛋白三级蛋白结构包括5个α螺旋及6个β折叠, 无序化比例为14.84%。利用实时定量PCR对经过低温(4°C)、高温(38°C)、盐(0.2mol·L^-1 NaCl)、干旱(200 g·L^-1 PEG) 4种非生物胁迫处理的60 d芹菜叶片中AgBCH1基因的相对表达量进行检测,发现AgBCH1基因对这4种逆境胁迫均有响应, 尤其对高温胁迫响应明显, 且高温处理8 h后表达量最高。

关键词：芹菜; β-胡萝卜素羟化酶基因; 克隆; 非生物胁迫; 基因表达

收稿：2018-10-25   修定：2018-12-17

资助：江苏省农业科技自主创新项目[CX(18)2007]、江苏高校品牌专业建设工程资助项目(PPZY2015B15)和国家大学生创新创业训练计划(20181037021)。