【目的】克隆胆木吲哚类生物碱合成相关基因NoSTR1,并分析其在胆木不同组织中的的表达水平与吲哚类生物碱含量的规律,为研究该基因在胆木吲哚类生物碱合成途径中的功能提供参考。【方法】以胆木根、茎、叶为试验材料,根据胆木转录组数据,筛选并克隆NoSTR1基因,并对该基因的结构域、理化性质、系统发育及二三级结构等进行分析,通过实时荧光定量PCR(RT-qPCR)检测NoSTR1基因在胆木不同组织中的表达水平,采用高效液相色谱技术(HPLC)检测胆木不同组织中异长春花苷内酰胺含量。【结果】克隆获得的NoSTR1基因包含一个1032 bp的完整开放阅读框(ORF),编码344个氨基酸,并具有保守的Str_synth super family结构域。NoSTR1蛋白分子量为37779.81 Da,理论等电点(pI)为5.00,该蛋白分子式为C1720H2631N431O513S7,为稳定的亲水蛋白,具有信号肽结构,无跨膜区域。二级结构中α-螺旋(Alpha helix)占18.37%,延伸链(Extended strand)占29.15%,无规则卷曲(Random coil)占52.48%,三级结构预测表明其为典型的6叶β-螺旋桨折叠类蛋白质。进化树分析表明,NoSTR1与钩吻、日本蛇根草和短小蛇根草进化关系较近。NoSTR1在胆木的根、茎和叶中均有表达,其中在茎中的表达量最高,显著高于根和叶(P<0.0001)。胆木茎中异长春花苷内酰胺含量显著高于根和叶(P<0.0001),与NoSTR1表达水平表现出类似的变化规律。【结论】成功克隆了NoSTR1基因,其编码的蛋白具有异胡豆苷合成酶特有的Str_synth super family结构域。NoSTR1在胆木根茎叶中均有不同程度的表达,并且不同组织NoSTR1基因表达水平与异长春花苷内酰胺含量呈现类似的变化规律,推测NoSTR1在胆木吲哚类生物碱合成途径中发挥重要作用。
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