花榈木生物碱合成关键酶基因OhpLDC和OhpCAO1的克隆与分析

作     者：王佳琦 王欣 邓小梅 吴蔼民 WANG Jia-qi;WANG Xin;DENG Xiao-mei;WU Ai-min

作者机构：华南农业大学林学与风景园林学院广东广州510000 

出 版 物：《江苏农业学报》 (Jiangsu Journal of Agricultural Sciences)

年 卷 期：2023年第39卷第8期

页      面：1646-1657页

核心收录：

学科分类：0907[农学-林学] 08[工学] 0829[工学-林业工程] 09[农学] 

基　　金：广东省林业科技创新项目(2017KJCX028) 

主　　题：花榈木 喹诺里西啶类生物碱 赖氨酸脱羧酶 铜胺氧化酶 生物信息学 

摘      要：花榈木是中国传统中药,其代谢产物常用于治疗跌打损伤,具有重要的药用价值,然而目前人们对花榈木的药用化学成分如生物碱合成并不清楚。本研究对花榈木不同组织进行了代谢组和转录组学分析,结果表明花榈木中含有的生物碱大部分属于喹诺里西啶类生物碱(Quinolizidine Alkaloids,QA)。进一步分析发现,QA生物合成的2个关键酶,赖氨酸脱羧酶(LDC)和铜胺氧化酶(CAO)在生物碱合成中起重要作用。结合花榈木转录组结果对其编码基因克隆,得到了1290 bp、2268 bp CDS序列,分别命名为OhpLDC和OhpCAO1。生物信息学分析结果表明,OhpLDC和OhpCAO1编码的蛋白质相对分子质量分别为4.63×10^(4)和8.44×10^(4),均无跨膜区域和信号肽。OhpLDC编码的氨基酸序列具有保守的底物结合位点Phe340,分析发现OhpLDC与豆科植物中的LDC基因在进化上具有较近的亲缘关系。OhpCAO1编码的氨基酸序列中具有保守结构域“NY-Y,以及3个组氨酸保守位点,与狭叶羽扇豆的CAO1亲缘关系最近。本研究结果为解析花榈木QA的生物合成途径提供了重要基础。