山药ANS基因的克隆和分子特性及其与花青素积累的关系

王玲平; 向珣; 韦本辉; 李立志; 李杨瑞; 方锋学; 曹家树; 《园艺学报 》 2009 北大核心 CSCD

摘要：为了阐明花青素合成酶(ANS;EC1.14.11.19)基因在山药地下块茎花青素积累过程中的功能,利用RT-PCR和RACE技术从田薯(DioscoreaalataL.)地下块茎中分离到一个ANS基因(DaANS1),并运用相关软件、Norhtern杂交和原核表达等技术分析了该基因;同时测定了ANS酶活性和花青素含量。结果显示,该基因序列大小为1387bp,最大开放阅读框(ORF)、5′端和3′端的非翻译区分别由1077bp、9bp和301bp组成,且有真核生物基因5′-和3′-末端序列的典型特征,是一个完整的全长cDNA序列;DaANS1最大ORF可编码358个氨基酸,其分子量和等电点分别为40.4kD和5.26,并含有依赖于2-酮戊二酸和Fe2+氧化的保守结构域,其中包括与2-酮戊二酸特异结合的精氨酸2个(Arg295、304)及与Fe2+结合的保守组氨酸5个(His238、243、249、276、294)和天冬氨酸3个(Asp240、260、279);DaANS1与所选被子植物ANS基因的同源性均远高于与裸子植物的同源性,而且与被子植物中双子叶旋花科植物ANS基因的亲缘关系最近,但仅能将属、种间植物合理分类;DaANS1表达丰度从初前期增至最强的盛前期后一直降至最低的后中期,到收获时又稍增强,其表达模式与ANS酶活性和花青素含量的变化具协同性。这些结果表明,DaANS1为植物ANS基因的一员,可评价属、种间植物的亲缘关系,在转录水平上受到调控而影响田薯地下块茎花青素形成。

关键词： 山药 花青素合成酶 基因克隆和分析 酶活性变化 花青素积累