栽培黑果枸杞活性成分生物合成关键基因克隆及表达分析

摘要

[目的]本文旨在对不同生长期花色苷和原花青素含量及关键酶基因表达分析,为从分子生物学水平确定黑果枸杞最佳采收期提供理论依据,同时对生物合成途径中关键酶基因进行克隆,为揭示黑果枸杞花色苷和原花青素的生物合成机制以及利用基因工程技术进行黑果枸杞靶向育种奠定基础。[方法]分别利用pH示差法和香草醛-盐酸法测定不同时期黑果枸杞花色苷和原花青素含量;通过RT-PCR技术扩增4种关键酶基因LrDFR、LrANS、LrLAR和LrANR的cDNA全长序列,并进行生物信息学分析;利用qRT-PCR分析关键酶基因在黑果枸杞果实不同发育时期的表达情况。[结果]黑果枸杞果实花色苷在黑果成熟期含量最高(6.08 mg·g^-1 DW),原花青素在半紫半黑果期含量最高(22.3 mg·g^-1 DW);克隆得到4种关键酶基因的序列全长分别为1140 bp、1251 bp、1002 bp和1017 bp,分别编码379、416、333和338 aa的蛋白质,序列分析表明4种基因所编码氨基酸均具有所属蛋白家族的典型特征。[结论]花色苷在黑果成熟期含量最高,原花青素在半紫半黑果期含量最高,且随着果实发育和花色苷含量的增加,LrDFR和LrANS表达水平也逐渐上升,而LrLAR和LrANR则呈先上升后下降的表达模式;当黑果枸杞用于原花青素提取时,可适当提前采收期;研究结果为从分子生物学水平确定黑果枸杞最佳采收期提供理论依据,也为黑果枸杞花色苷与原花青素生物合成机制的揭示奠定基础。