广藿香FPPS基因原核表达及茉莉酸甲酯对FPPS表达量的影响

卢昌华 邓文静 曾建荣 刘键锺 张宏意 何梦玲 严寒静

摘 要： 法尼基焦磷酸合酶（farnesyl diphosphate synthase， FPPS）是廣藿香甲羟戊酸途径中萜类物质生物合成的关键酶，其催化异戊二烯焦磷酸（IPP） 和二甲基烯丙基焦磷酸（DMAPP）合成萜类物质前体法尼基焦磷酸。为了进一步研究广藿香萜类合成途径的分子机制，该文通过逆转录聚合酶链式反应获得FPPS基因的cDNA序列，利用生物信息学软件预测FPPS编码蛋白的理化性质、结构和功能。结果表明：（1）该序列的开放阅读框全长1 050 bp，编码349个氨基酸，预测分子量为40 KD，等电点为5.43，存在一个结构域，参与异戊二烯化合物的合成，不存在信号肽，亚细胞定位于细胞质;系统发育分析结果显示，广藿香FPPS氨基酸序列和丹参（Salvia miltiorrhiza）、撒尔维亚（S. officinalis）的氨基酸序列亲缘关系最近。（2）使用无缝克隆技术构建pET-32b-FPPS原核表达载体，并导入菌株BL21（DE3）中，考察不同浓度异丙基-β-D-硫代半乳糖苷（IPTG）对诱导融合蛋白的表达量的影响。结果发现融合表达蛋白以包涵体形式存在沉淀中，4个浓度的IPTG诱导蛋白表达效果差异不明显。（3）采用荧光定量技术分析0.10、0.25 mmol·L-1 MeJA对FPPS基因表达水平的影响，发现0.10 mmol·L-1MeJA诱导后FPPS基因的表达量趋势是先升高后降低再升高再降低;0.25 mmol·L-1 MeJA诱导后FPPS基因的表达量趋势是先降低后升高再降低。因此，推测植物体内MeJA浓度的变化能影响FPPS基因的表达，高浓度具抑制作用，低浓度具促进作用。本研究为广藿香萜类合成途径的研究奠定基础，以及为后续基因功能验证提供理论参考。

关键词： 广藿香， 法尼基二磷酸， 无……