杏香气形成特异基因PaCCD1的克隆与功能分析

摘要：

以‘轮台小白杏’果实为材料,利用转录组测序筛选获得的类胡萝卜素裂解双加氧酶CCD1基因片段设计特异引物,使用RACE技术克隆全长cDNA序列,命名为PaCCD1.该基因长为1 885 bp,开放阅读框(ORF)1 644 bp,编码547个氨基酸残基,蛋白质分子量为61.699 kD.氨基酸序列比对发现,PaCCD1与甜瓜等其他已知功能的CCD1相似,具有4个保守的组氨酸残基、2个半保守的谷氨酸残基和1个天冬氨酸残基.活性位点分析表明,PaCCD1编码的蛋白存在多个糖基化位点和磷酸化位点.进化树分析表明,PaCCD1与AtCCD1(拟南芥)及碧桃等的CCD1在同一分支上,其中与PpCCD1(碧桃)和CmCCD1(甜瓜)的亲缘关系最近.实时荧光定量PCR结果表明,PaCCD1在杏幼果中表达量最高,在花中表达量次之,而在根、叶和1年生枝条中不表达,具有组织表达特异性.杏果实发育和成熟过程中,果皮和果肉中PaCCD1的表达均显著上调,主要类胡萝卜素β-胡萝卜素和叶黄素的含量显著下降,而脱辅基类胡萝卜素类香气物质二氢-β-紫罗兰酮、β-紫罗兰酮和β-大马酮的含量显著增加.将目的基因通过转化大肠杆菌,获得了体外表达蛋白,饲喂类胡萝卜素的底物特异性测定发现,PaCCD1蛋白能较快吸收β-胡萝卜素产生二氢-β-紫罗兰酮和β-紫罗兰酮,能吸收叶黄质产生β-大马酮.据此推测PaCCD1是控制杏果实脱辅基类胡萝卜、素类香气物质形成的关键基因.

关键词：杏、脱辅基类胡萝卜素、香气、CCD、克隆、基因表达

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分类号：S662.2(果树园艺)

资助基金：国家自然科学基金项目31471855

在线出版日期：2018-06-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：471-481