苦荞查尔酮合成酶基因序列特征及分子进化分析

摘要

相比其他杂粮作物,苦荞(Fagopyrum tataricum)植株中含有高含量的黄酮类物质——‘芦丁’,因此对其生物合成途径中关键酶的研究具有十分重要意义。查尔酮合成酶(chalconesynthase)是黄酮类物质生物合成的第一个关键酶,本研究基于转录组数据库同源搜索方法,核酸序列拼接获得两个查尔酮合成酶基因,分别命名为FtCHS1(Genbank登录号:KJ130961)和FtCHS2(Genbank登录号:KJ139980)。生物信息学分析结果表明,这两个基因编码的蛋白序列有3个保守结构域,其结构域上包含3个活性位点,11个产物结合位点,5个乙酰辅酶A结合位点;同时系统进化树分析表明,22个蓼科植物中的查尔酮合成酶基因分成两个大类(Ⅰ和Ⅱ),苦荞中这两个基因分属两个大类。通过半定量和荧光定量PCR技术分析这两个基因组织特异性,结果表明两个基因在幼胚和花中表达量高于其他组织。本研究结果初步揭示了苦荞查尔酮合成酶基因的序列特征及表达模式,为进一步探索苦荞特有的芦丁生物合成途径相关基因资源,基因工程获得高芦丁含量苦荞品种奠定基础。