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1、•148•中草药ChineseTraditionalandHerbalDrugs第43卷第1期2012年1月黄花蒿HDS基因的克隆与功能分析1,222张祖荣，廖志华，彭梅芳1.重庆文理学院生命科学系，重庆4021682.西南大学生命科学学院三峡库区生态环境教育部重点实验室，重庆400715摘要：目的克隆获得黄花蒿MEP途径中必需关键酶——羟甲基丁烯基-4-磷酸合成酶基因（HDS），并进行生物信息学分析和功能互补分析研究。方法对已知的其他种子植物HDS基因的核苷酸序列进行多重序列比对，选取保守区域设计简并引物，利用同源扩增和cDNA末端快速扩增技术从黄花蒿中获
2、得目的基因；利用BLAST进行序列比对，ORFFinder寻找开放阅读框，并用MEGA3.0中的临位相联法构建进化树。结果得到1条长2324bp的HDScDNA序列，其ORF框长1854bp，编码617个氨基酸残基的蛋白；生物信息学分析显示，黄花蒿HDS基因AaHDS与其他种子植物来源的HDS高度同源；功能互补分析表明，AaHDS能互补突变菌株EscherichiacoliMG1655ara＜＞HDS中缺失的HDS功能，使突变菌株恢复生长，证明AaHDS具有典型的HDS基因功能。结论首次克隆获得黄花蒿HDS基因，为青蒿素的代谢工程研究提供相应的基础。关键词：
3、黄花蒿；羟甲基丁烯基-4-磷酸合成酶基因；基因克隆；生物信息学分析；青蒿素中图分类号：R282.21文献标志码：A文章编号：0253-2670(2012)01-0148-07CloningandfunctionanalysesofHDSgenefromArtemisiaannua1,222ZHANGZu-rong,LIAOZhi-hua,PENGMei-fang1.DepartmentofLifeScience,ChongqingUniversityofArtsandSciences,Chongqing402168,China2.KeyLaboratoryo
4、fEco-environmentsinThreeGorgesReservoirRegion,MinistryofEducation,SchoolofLifeSciences,SouthwestUniversity,Chongqing400715,ChinaAbstract:ObjectiveToobtaintheindispensablekeyenzyme—hydroxidemethylenylamino4-cyclodiphosphatesynthase(HDS)geneinvolvedintheMEPpathwayclonedfromArtemisiaa
5、nnuaandconductbioinformaticandfunctionalcomplementationanalysis.MethodsToperformmultiplesequencealignmentforthenucleotideacidsequenceoftheotherreportedseedplants’HDSgene,toselectconservativeareasfordesigningdegenerateprimers,andtogaintheaimgenefromA.annuathroughhomologousexpandinga
6、ndcDNAbottomspeedilyexpandingtechnique.ToperformsequencealignmentusingBLAST,toidentifyopenreadingframe(ORF)usingORFFinder,andtoconstructphylogenetictreeusingneighborjoining(NJ)waysinMEGA3.0.ResultsTheobtainedHDScDNAsequencewas2324bpcontaininga1854bpORFandencodinga617-aminoacidprote
7、in.BioinformaticanalysisshowedthatAaHDSwashomologouswithHDSderivedfromotherseedplantspecies.FunctionalcomplementationanalysisindicatedthatAaHDScouldmakeuptheshortHDSfunctionofmutantEscherichiacoliMG1655ara＜＞HDS.Itcouldmakethemutantgetbacktoupgrowth,whichshowedAaHDShadtypicalHDSgene
8、function.ConclusionTheclon
