火炬松MVA和MEP途径及萜烯合成酶基因的表达分析

摘要

火炬松(Pinus taeda L.)是世界上重要的经济树种之一,其含有的松脂被广泛应用于各个行业。为了探索火炬松中萜类化合物相关酶基因的表达规律,本研究对火炬松甲羟戊酸(mevalonate,MVA)途径和甲基赤藓糖醇-4-磷酸(2-methyl-D-erythritol-4-phosphate,MEP)途径及萜烯合成酶基因的表达进行分析。结果表明本研究所选的候选基因均在火炬松松针组织中具有特异高表达,而在树皮组织中的表达水平很低。MVA途径中的AACT、HMGS、PMK和HMGR基因在火炬松嫩叶组织中的表达量均高于成熟叶组织,而MEP途径中的MCS、CMS、IDS、DXR和DXS基因相反,它们在成熟叶组织中的表达水平高于嫩叶组织,此外,GGPS基因在嫩叶组织中的表达水平高于成熟叶组织,而GPS基因在成熟叶组织中的表达水平高于嫩叶组织,FPS基因则在成熟叶和嫩叶组织中的相对表达水平无显著差异;挥发性萜类化合物合成酶基因(+)-α-pinene、(-)-α-pinene和Levopimaradiene在火炬松嫩叶组织中的表达水平高于成熟叶组织,而二萜和三萜类化合物合成酶基因Squalene、Humulene、Monoterpene和Farnesene则在成熟叶组织中表达水平更高。本研究为进一步揭示萜类化合物的生物合成调控机制提供了一定的理论基础。