红花类黄酮3-O-糖基转移酶基因CtUF3GT的克隆及功能鉴定

作     者：谭政委 鲁丹丹 李磊 余永亮 许兰杰 董薇 杨红旗 杨青 李春明 安素妨 梁慧珍 TAN Zheng-wei;LU Dan-dan;LI Lei;YU Yong-liang;XU Lan-jie;DONG Wei;YANG Hong-qi;YANG Qing;LI Chun-ming;AN Su-fang;LIANG Hui-zhen

作者机构：河南省农业科学院芝麻研究中心河南郑州450002 

出 版 物：《药学学报》 (Acta Pharmaceutica Sinica)

年 卷 期：2022年第57卷第8期

页      面：2543-2551页

核心收录：

学科分类：1007[医学-药学(可授医学、理学学位)] 100703[医学-生药学] 10[医学] 

基　　金：财政部和农业农村部“国家现代农业产业技术体系”资助(CARS-21) 河南省科技攻关项目(222102110379,222102110466) 河南省农科院自主创新专项基金(2022ZC64) 河南省农科院新兴学科发展专项(2021XK03,2022XK03) 河南省中央引导地方科技发展专项自由探索类项目(YDZX20214100001804) 河南省科技基础条件专项资金(药用植物小分子活性成分鉴定系统). 

主　　题：红花 CtUF3GT 基因克隆 功能鉴定 

摘      要：UDP-葡萄糖:类黄酮3-O-葡萄糖基转移酶(UF3GT)以黄酮醇、二氢黄酮醇或花青素作为受体,以UDP-葡萄糖作为供体催化生成类黄酮3-O-糖苷类化合物。本研究以红花为材料,基于同源比对和转录组数据分析,筛选并克隆得到1条UF3GT基因命名为CtUF3GT(GenBank登录号OM948976)。CtUF3GT开放阅读框为1446 bp,编码481个氨基酸,推测其分子质量为52.36 kD,理论等电点为5.33。生物学信息分析表明CtUF3GT具有植物UGT家族成员特有的PSPG基序,多重序列比对显示,CtUF3GT与来自菊科植物中的UF3GT同源性较高,系统进化分析表明CtUF3GT与其他物种中已鉴定的UF3GT聚为一类。体外催化功能鉴定显示,CtUF3GT催化山柰酚和槲皮素生成山柰酚-3-O-葡萄糖苷和槲皮素-3-O-葡萄糖苷,并且对山柰酚具有较高的底物偏好性;qRT-PCR分析表明,UF3GT基因在花中表达量最高,叶中次之,在苞片和茎中表达量极低,在根中无表达。在花发育的不同时期,UF3GT基因的表达量呈现先升高后降低的趋势,白色和红色红花两个品种中CtUF3GT基因的表达量在花发育的S1、S2、S5、S6、S7时期均差异极显著(P0.01),其中在S6期、S7期,白色红花中CtUF3GT基因表达量是红色红花中的5.3倍和3.1倍。该研究为进一步探索CtUF3GT基因在红花类黄酮次生代谢产物合成积累机制中的作用奠定了基础。