南京椴HMGR基因的克隆和功能验证

doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2012.02.012

植物研究 ›› 2012, Vol. 32 ›› Issue (2): 198-203.doi: 10.7525/j.issn.1673-5102.2012.02.012

南京椴HMGR基因的克隆和功能验证

郑竹君¹;曹小迎¹;刘群¹;李长根¹;卢芳²;蒋继宏^1*

1.徐州师范大学江苏省药用植物生物技术重点实验室，徐州　221116；2.徐州师范大学生命科学学院，徐州　221116

收稿日期:1900-01-01 修回日期:1900-01-01 出版日期:2012-03-20 发布日期:2012-03-20
通讯作者: 蒋继宏
基金资助:

Molecular Cloning and Function Analysis of HMGR Gene from Tilia miqueliana Maxim

ZHENG Zhu-Jun;CAO Xiao-Ying;LIU Qun;LI Chang-Gen;LU Fang;JIANG Ji-Hong*

1.Key Laboratory of Biotechnology for Medicinal Plant,Xuzhou Normal University,Xuzhou　221116；2.School of Life Science,Xuzhou Normal University,Xuzhou　221116

Received:1900-01-01 Revised:1900-01-01 Online:2012-03-20 Published:2012-03-20
Contact: JIANG Ji-Hong
Supported by:

摘要/Abstract

摘要： 3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶（3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA reductase,HMGR）是植物萜类代谢中甲羟戊酸途径的关键酶，本研究运用cDNA末端快速扩增（RACE）技术，首次从珍稀植物南京椴中克隆出HMGR的全长基因TmiHMGR，其长度为2 160 bp，包含一个1 758 bp的开放阅读框，其推导蛋白TmiHMGR编码585个氨基酸残基，相对分子量为62.9 kD，pI为6.11。将TmiHMGR与其他植物HMGR氨基酸序列构建进化树，结果显示TmiHMGR与苹果的HMGR聚为一枝。采用半定量RT-PCR分析TmiHMGR在根、茎和叶中的表达情况，结果表明该基因在茎中的表达量最高，根和叶中的表达量相对较弱。验证功能的颜色互补实验结果显示，TmiHMGR能够使代谢流明显朝类胡萝卜素合成的方向进行，说明TmiHMGR在萜类产物生物合成中是一个重要因子。

关键词: 南京椴, 3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶, 基因克隆, 功能验证

Abstract: The 3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA reductase (HMGR) is the key enzyme in the pathway for isoprenoid biosynthesis in plants. In this paper, a new HMGR gene, TmiHMGR, was first isolated from the leaves of Tilia miqueliana Maxim by rapid amplification of cDNA end technique. The full length cDNA of TmiHMGR was 2 160 bp, with a 1 758 bp open reading frame encoding a peptide of 585 amino acid residues. The deduced protein TmiHMGR has a calculated molecular weight of 62.9 kD and a pI value of 6.11. Phylogenetic tree analysis indicated that TmiHMGR had the closest relationship with HMGR from Malusx domestica. Tissue expression analysis revealed that TmiHMGR was strongly expressed in stems, while weakly in roots and leaves. The functional color complementation assay indicated that TmiHMGR could accelerate the biosynthesis of carotenoids in the Escherichia coli transformation, suggesting that TmiHMGR plays an influential role in isoprenoid biosynthesis.

Key words: Tilia miqueliana Maxim, 3-hydroxy-3-methylglutaryl-coenzyme A reductase (HMGR), gene cloning, functional identification

中图分类号:

S792.36

郑竹君;曹小迎;刘群;李长根;卢芳;蒋继宏*. 南京椴HMGR基因的克隆和功能验证[J]. 植物研究, 2012, 32(2): 198-203.

ZHENG Zhu-Jun;CAO Xiao-Ying;LIU Qun;LI Chang-Gen;LU Fang;JIANG Ji-Hong*. Molecular Cloning and Function Analysis of HMGR Gene from Tilia miqueliana Maxim[J]. Bulletin of Botanical Research, 2012, 32(2): 198-203.

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南京椴HMGR基因的克隆和功能验证

Molecular Cloning and Function Analysis of HMGR Gene from Tilia miqueliana Maxim

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