独行菜 C4H 基因克隆与表达分析

以独行菜（ Lepidium apetalum ）为材料，通过分析独行菜转录组数据，设计特异性引物，克隆了独行菜肉桂酸-4-羟化酶（cinnamate-4-hydroxylase，C4H）基因的cDNA序列，命名为 LaC4H ，GenBank登录号为KX064050，并进行生物信息学分析，原核表达、纯化，组织特异性分析和诱导表达分析。结果表明：① LaC4H 基因开放阅读框（ORF）长1518bp，编码505个氨基酸，其蛋白质分子质量为57.73kD。② 生物信息学分析显示LaC4H蛋白包含细胞色素P450的保守基序和5个特征性底物结合位点，是细胞色素P450超家族成员，系统进化分析显示LaC4H蛋白与拟南芥等十字花科植物C4H蛋白同源性较高。③ 通过构建原核表达载体pET-32a-LaC4H在大肠杆菌BL21（DE3）菌株中成功表达LaC4H重组蛋白，利用Ni 2+ 亲和色谱得到了纯化的LaC4H重组蛋白。④ 荧光定量PCR结果表明 LaC4H 基因在茎中表达量最高，叶和花中次之，根中表达量最低。经茉莉酸甲酯（methyl jasmonate，MeJA）诱导后，叶中 LaC4H 表达量明显上升，诱导后48h达到最高值，叶中 LaC4H 的表达量与黄酮含量之间呈正相关。这为进一步研究 LaC4H 基因在独行菜黄酮类化合物生物合成途径中的功能奠定基础。