红花CtANR2和CtANR3基因的克隆、结构及表达模式分析

作     者：鲁丹丹 谭政委 余永亮 李磊 许兰杰 杨红旗 杨青 董薇 安素妨 梁慧珍 LU Dandan;TAN Zhengwei;YU Yongliang;LI Lei;XU Lanjie;YANG Hongqi;YANG Qing;DONG Wei;AN Sufang;LIANG Huizhen

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：《华北农学报》 (Acta Agriculturae Boreali-Sinica)

年 卷 期：2023年第38卷第1期

页      面：84-93页

核心收录：

学科分类：1008[医学-中药学(可授医学、理学学位)] 10[医学] 

基　　金：河南省中央引导地方科技发展专项自由探索类项目(YDZX20214100001804) 河南省农科院新兴学科发展专项(2021XK03,2022XK03) 河南省农科院自主创新专项基金(2022ZC64) 河南省科技攻关项目(222102110379,222102110466)。 

主　　题：红花 花青素还原酶 基因克隆 基因结构 表达模式 

摘      要：原花青素是植物中广泛存在的一类黄酮类化合物,是人类膳食的重要营养成分,在防治病虫害方面也发挥着重要作用,花青素还原酶(ANR)是合成原花青素的关键酶。以大果球红花品种为材料,克隆得到2个CtANR基因。生物信息学分析表明,CtANR2和CtANR3的编码区分别为1020,1023 bp,对应基因组序列中均含有5个外显子和4个内含子,第1个外显子长度不同,其余4个外显子长度一致,内含子长度差异较大。CtANR2和CtANR3基因编码蛋白质的氨基酸数目分别为339,340个,二级结构都主要由α-螺旋和无规则卷曲构成,都属于水溶性蛋白,但CtANR2蛋白不稳定,而CtANR3为稳定的亲水性蛋白。此外,2个蛋白质都不存在信号肽和跨膜结构,可能定位于细胞外。序列比对及系统进化分析表明,CtANR2和CtANR1同源性最高,亲缘关系最近,3个CtANR蛋白与菊科植物ANR蛋白进化关系最近,与茄科、锦葵科和桑科植物ANR蛋白也同属一个大分支。组织特异性表达分析发现,CtANR2和CtANR1组织表达模式相似,都是在花中的表达量最高,初期果球表达量最低,而CtANR3则在苞片中表达量最高,根和初期果球中表达量最低。三者在不同激素胁迫下呈现出不同的表达模式,CtANR2和CtANR1在不同激素处理后表达量均下降,而CtANR3在5种激素处理后表达量均有不同程度的升高。以上结果表明,红花3个CtANR基因可能在红花不同发育阶段及抵抗非生物胁迫中有不同的分工。