烟草单萜合酶基因NtTPS2的克隆及功能鉴定

摘要

萜类化合物是植物次生代谢产物中结构和功能最丰富多样的类群,在植物的生长发育、胁迫响应以及与环境中的生物因子和非生物因子的互作中具有重要作用.研究烟草(Nicotiana tabacum)单萜合酶基因的功能,为研究烟草萜类化合物的生物合成提供依据.从烟草中克隆得到一个单萜合酶基因,命名为NtTPS2.该基因的完整ORF为1854 bp,编码617个氨基酸的蛋白质,具有N端信号肽以及保守的DDxxD和NSE/DTE功能结构域.进化分析表明NtTPS2属于TPS-II分支,与矮牵牛、柠檬及柑橘等物种中的单萜合酶具有较高同源性.NtTPS2定位于叶绿体中,在烟草的根和雌蕊中表达量较高,且能够响应低温、高盐、干旱和ABA处理.将NtTPS2转入含甲羟戊酸途径以及牻牛儿基焦磷酸合成酶的大肠杆菌中,发现该工程菌可以合成单萜类化合物香叶醇及其异构体橙花醇.NtTPS2在烟草单萜类化合物的生物合成代谢中具有重要作用.