红花黄酮醇合酶基因的全长cDNA克隆及植物表达载体的构建(1)
[摘要]黄酮醇合酶(flavonol synthase，FLS)是黄酮化合物代谢途径中的关键酶之一。本文在红花转录组测序结果中获得中间序列的基础上，采用RT-PCR和RACE技术，从我国传统中药材红花花瓣中克隆到黄酮醇合酶基因的全长cDNA。该基因全长1 201 bp，开放阅读框1 011 bp，编码336个氨基酸。系统进化分析表明，红花FLS基因编码氨基酸与同属菊科植物氨基酸具有一定的同源性，其中与金光菊的亲缘关系最近。通过分子生物学方法，成功构建pBASTA-FLS植物表达载体。为后续研究该基因的生物功能及黄酮化合物合成机制奠定了基础。
[关键词]红花;黄酮醇合酶;RACE克隆;生物信息学分析;植物表达载体
Full-length cDNA cloning of flavonol synthase genes of Carthamus
tinctorius and construction plant expression vector
, http://www.100md.com
YANG Wen-ting1，2， LIU Xiu-ming1，2 ， WAN Qiu1， YAO Na1， WANG Nan1， ZHANG Xue-meng2，JIAO Zhong-da2， LI Hai-yan1，2*， LI Xiao-kun1*
(1. Engineering Research Center of Bioreactor and Pharmaceutical Development under Ministry of
Education， Jilin Agricultural University， Changchun 130118， China;
2. College of Life Sciences， Jilin Agricultural University， Changchun 130118， China)
, 百拇医药
[Abstract]Flavonol synthase (FLS) is one of the key enzymes in flavonoids metabolic pathways. In this study， middle sequence was obtained from Carthamus tinctorius transcriptome sequencing results. Full-length cDNAs of FLS was cloned from petals of C. tinctorius to FLS by using RT-PCR and RACE technology. Its full-length cDNA was 1 201 bp， with an open reading frame of 1 101 bp and 336 encoded amino acids. The phylogenetic analysis showed that， FLS gene encoded amino acids in C. tinctorius were highly homologous with amino acids in congeneric Compositae species， especially Rudbeckia laciniata. The pBASTA-FLS plant expression vector was successfully built by the molecular biology method， which lays a foundation for further studying biology functions of the gene and biosynthesis mechanism of flavonoids.
, http://www.100md.com
[Key words]Carthamus tinctorius; flavonol synthase gene; RACE cloning; bioinformatics analysis; plant expression vector
doi：10.4268/cjcmm20150412
红花Carthamus tinctorius为一年生草本植物，菊科红花属，又名红蓝花，刺红花等。主要分布于新疆、云南、浙江、四川、河南等地。具特异香气，味微苦，为我国传统中药材，有活血通经，祛瘀止痛的功效。
黄酮类化合物(flavonoid)是一类来自于丙二酰辅酶A和苯丙氨酸的次生代谢产物， 广泛存在于植物界，在植物的生长、发育、开花、结果以及抗菌防病等方面起着重要的作用。主要包括黄酮，黄酮醇，黄烷酮，花青素等。其中，黄酮醇不仅具有黄酮类物质的基本生理功能，还可作为花色和果色形成的重要辅色因子[1-2]，而游离态的黄酮醇对于花粉萌发、花粉管发育[3]，以及雄性不育亦具有重要的作用[4]。在黄酮醇合酶(flavonol synthase，FLS)的作用下，二氢黄酮醇转化为黄酮醇。1985年，FLS基因首先被发现于受辐射的欧芹细胞[5]中并鉴定为2-ODD家族[6]。随后在紫罗兰[7]、矮牵牛杂交种[8]、康乃馨[9]花蕾提取物中也检测到FLS的活性。1993年Holton等[10]从矮牵牛中首次分离出FLS基因。截至目前为止，已经从马铃薯、金鱼草、甜樱桃和金荞麦等29种植物中分离获得FLS基因[11-15]。但有关红花黄酮醇合酶的研究尚未见报道。为此，本研究从红花花瓣中克隆FLS基因的cDNA序列并构建植物表达载体，一方面为进一步揭示FLS基因在红花黄酮合成中的作用机制奠定基础;另一方面为利用基因工程手段提高红花中黄酮含量提供候选基因。, 百拇医药(杨文婷 刘秀明 万秋 姚娜 王南 张雪萌 焦重达 李海燕 李校堃)
[关键词]红花;黄酮醇合酶;RACE克隆;生物信息学分析;植物表达载体
Full-length cDNA cloning of flavonol synthase genes of Carthamus
tinctorius and construction plant expression vector
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YANG Wen-ting1，2， LIU Xiu-ming1，2 ， WAN Qiu1， YAO Na1， WANG Nan1， ZHANG Xue-meng2，JIAO Zhong-da2， LI Hai-yan1，2*， LI Xiao-kun1*
(1. Engineering Research Center of Bioreactor and Pharmaceutical Development under Ministry of
Education， Jilin Agricultural University， Changchun 130118， China;
2. College of Life Sciences， Jilin Agricultural University， Changchun 130118， China)
, 百拇医药
[Abstract]Flavonol synthase (FLS) is one of the key enzymes in flavonoids metabolic pathways. In this study， middle sequence was obtained from Carthamus tinctorius transcriptome sequencing results. Full-length cDNAs of FLS was cloned from petals of C. tinctorius to FLS by using RT-PCR and RACE technology. Its full-length cDNA was 1 201 bp， with an open reading frame of 1 101 bp and 336 encoded amino acids. The phylogenetic analysis showed that， FLS gene encoded amino acids in C. tinctorius were highly homologous with amino acids in congeneric Compositae species， especially Rudbeckia laciniata. The pBASTA-FLS plant expression vector was successfully built by the molecular biology method， which lays a foundation for further studying biology functions of the gene and biosynthesis mechanism of flavonoids.
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[Key words]Carthamus tinctorius; flavonol synthase gene; RACE cloning; bioinformatics analysis; plant expression vector
doi：10.4268/cjcmm20150412
红花Carthamus tinctorius为一年生草本植物，菊科红花属，又名红蓝花，刺红花等。主要分布于新疆、云南、浙江、四川、河南等地。具特异香气，味微苦，为我国传统中药材，有活血通经，祛瘀止痛的功效。
黄酮类化合物(flavonoid)是一类来自于丙二酰辅酶A和苯丙氨酸的次生代谢产物， 广泛存在于植物界，在植物的生长、发育、开花、结果以及抗菌防病等方面起着重要的作用。主要包括黄酮，黄酮醇，黄烷酮，花青素等。其中，黄酮醇不仅具有黄酮类物质的基本生理功能，还可作为花色和果色形成的重要辅色因子[1-2]，而游离态的黄酮醇对于花粉萌发、花粉管发育[3]，以及雄性不育亦具有重要的作用[4]。在黄酮醇合酶(flavonol synthase，FLS)的作用下，二氢黄酮醇转化为黄酮醇。1985年，FLS基因首先被发现于受辐射的欧芹细胞[5]中并鉴定为2-ODD家族[6]。随后在紫罗兰[7]、矮牵牛杂交种[8]、康乃馨[9]花蕾提取物中也检测到FLS的活性。1993年Holton等[10]从矮牵牛中首次分离出FLS基因。截至目前为止，已经从马铃薯、金鱼草、甜樱桃和金荞麦等29种植物中分离获得FLS基因[11-15]。但有关红花黄酮醇合酶的研究尚未见报道。为此，本研究从红花花瓣中克隆FLS基因的cDNA序列并构建植物表达载体，一方面为进一步揭示FLS基因在红花黄酮合成中的作用机制奠定基础;另一方面为利用基因工程手段提高红花中黄酮含量提供候选基因。, 百拇医药(杨文婷 刘秀明 万秋 姚娜 王南 张雪萌 焦重达 李海燕 李校堃)