雷公藤1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸还原酶基因（TwDXR）的克隆与表达分析.pdf

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1、篓熟‰鼎Onlinesystem：http：／／wwwjabiotechorfl糍娥熊精糖辨曩．．蹁h⋯一⋯y墼罄誉l=：=～雷公藤1一脱氧．D．木酮糖．5一磷酸还原酶基~(TwDXR)的克隆与表达分析祝传书陈欣。郭嘉缪国鹏冯俊涛张兴1西北农林科技大学无公害农药研究服务中心，杨凌712100；2陕西省生物农药工程技术研究中心，杨凌712100通讯作者，jfeng@126．com摘要1一脱氧一D一木酮糖．5．磷酸还原酶(1．deoxy．D．xylulose5-phosphatereductoisome

2、rase，DXR)是植物萜类代谢通路中丙酮酸磷酸甘油醛途径的关键酶，该酶在植物细胞中的含量可以影响植物萜类物质的合成。利用RT-PCR(reversetranscriptionpolymerasechainreaction)~DRACE(rapidamplificationofeDNAends)技术对雷公藤萜类生物合成途径中的关键酶1脱氧一D．木酮糖一5一磷酸还原酶基因(1．deoxy—D—xylulose5-phosphatereductoisomerase，TwDXR)进行了克隆和表达分析研究，

3、结果表明，TwDXR基因全长1674bp，其中包含1410bp的开放阅读框，编码469个氨基酸(GenBank登录号：No．KJ174341)。与毛白杨(Populustrichocarpa)等植物中的DXR基因有很高的同源性，跨膜结构分析DXR肽链位于膜外；实时荧光定量PCR(Rea1．timePCR)检测表明，TwDXR和3一羟基．3．甲基戊二酰辅酶A还原酶基因(3-hydroxy．3一methylglutaryl—CoAreductase．TwHMGR)在不同雷公藤组织中均有表达，其中TwDX

4、R在叶中的表达量最大；TwHMGR基因在不定根中的表达量最高；诱导因子AgNO(Ag)和茉莉酸甲~(MeJA)处理促进雷公藤不定根中TwDXR和TwHMGR的表达，其中用30mmol／LAg处理后，DXR基因表达量在第4天达到最大值，HMGR基因表达量在第2天达到最大值；用50mmol／LMeJA处理后，DXR与HMGR基因的表达量均在第2天达到最大值；高效液相色谱fhigh．performanceliquidchromatography,HPLC)检测表明，用30mmol／LAg处理后，内酯醇在不

5、定根中的积累量在第4天达到最大值，与DXR基因表达相一致，次碱的积累量在第6天达到最大值；用50mmol／LMeJA处理后，内酯醇和次碱在不定根中的积累量均在第6天达到最大值。研究结果为阐明DXR基因在调控雷公藤萜类化合物生物代谢途径中的机理及提高雷公藤萜类次生代谢物质含量提供了基础资料。关键词雷公藤，1脱氧一D一木酮糖一5．磷酸还原酶基因(DXR)，3．羟基．3．甲基戊二酰辅酶A还原酶(HMGR)，硝酸银，茉莉酸甲酯CloningandExpressionAnalysisof1一deoxy—D-x

6、ylulose5一phosphateReductoisomeraseGene(DXR)inTripterygiunwilfordiiZHUChuan—Shu，CHENXinGUOJiaMIAOGuo—PengFENGJun—Tao’ZHANGXing，1Research&DevelopmentCenterofBiorationalPesticide，NorthwestAgricultureandForestryUniversity,Yangling712100，China；2Biopesticide

7、TechnologyandEngineeringCenter,Yangling712100，ChinaAbstract1一deoxy—D—xylulose5-phosphatereductoisomerase(DXR)isthekeyenzymeofterpenoidmetabolicpathwayin2-C-Methyl-D-erythritol4-phosphate(MEP)pathwayinplant，anditsexpressionlevelaffectsthecontentsofterpe

8、noid．Anewputativegeneencoding1一deoxy—D—xylulose5一phosphatereductoisomerase(designatedasTwDXR)，whichcatalysesthesecondstepinthe1一Deoxy—D—xylulose5一基金项目：国家自然科学基金(No．31272110)和公益性行业(农业)科研专项一生物源农药创制与技术集成及产业化开发(No．200903052)收稿日期：2013．09．16接受