越南参2-C-甲基-D-赤藓糖醇-2，4-环焦磷酸合成酶基因的克隆及表达分析

作     者：管丽娜 甘静怡 唐俊豪 徐福荣 马晓惠 

作者机构：云南中医药大学中药学院暨云南省南药可持续利用研究重点实验室 云南省教育厅民族药物质基准研究重点实验室 

出 版 物：《分子植物育种》 (Molecular Plant Breeding)

年 卷 期：2024年

学科分类：1008[医学-中药学(可授医学、理学学位)] 10[医学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(81760690) 中医联合专项项目(202101AZ070001-053) 云南省王源超专家工作站(202305AF150018) 云南省科技人才和平台计划项目(202105AG070012)共同资助 

主　　题：越南参 2-C-甲基-D-赤藓糖醇-2，4-环焦磷酸合成酶 生物信息学分析 原核表达 表达分析 

摘      要：2-C-甲基-D-赤藓糖醇-2，4-环焦磷酸合成酶(2C-methyl-D-erythritol 2，4-cytidine pyrophosphate synthase， MCS)是2-甲基赤藓糖醇磷酸(2-C-methl-D-erythritol-4-phospate， MEP)途径的关键酶之一。为初步探究越南参MCS基因的功能，本研究基于越南参转录组数据，从中筛选并成功克隆到2条MCS基因，分别命名为PvMCS1 (GenBank登录号: OQ241377)和PvMCS2 (GenBank登录号: OQ241378)，并对其进行了生物信息学分析和表达情况分析。结果表明：(1) PvMCS1和PvMCS2的开放阅读框(ORF)分别为714 bp和699 bp，分别编码237个和232个氨基酸，编码蛋白的相对分子质量分别为25.42 kD和24.79 kD，理论等电点分别为8.83和7.79。PvMCS1和PvMCS2编码的蛋白质均含有MECDP合酶特征性结构域。(2)系统进化分析显示，PvMCS1和PvMCS2与常春藤MCS的亲缘关系最近。(3) SDS-PAGE电泳结果显示，PvMCSs的重组蛋白均在大肠杆菌中成功表达。(4) RT-qPCR结果表明，PvMCS1和PvMCS2基因在越南参根、茎、叶和根茎中均有表达，且均在根中表达量最高，但在不同组织中的表达水平存在差异。本研究为解析越南参MCSs基因的功能和人参皂苷的生物合成途径提供一定的参考。