紫丁香So4CL的克隆及功能分析

　　

摘要：

目的 4-香豆酸∶辅酶A连接酶（4-coumarate: CoA lig-ase, 4CL）是苯丙烷代谢途径中的核心酶，克隆并探究4CL基因在紫丁香（Syringa oblata）花青苷合成中的功能。 方法 基于紫丁香基因组及转录组数据筛选并克隆出So4CL基因，对其编码的蛋白进行生物信息学分析和亚细胞定位；利用RT-qPCR研究So4CL在不同花期及不同组织的相对表达量；构建So4CL过表达和沉默载体，利用农杆菌侵染法分别转化紫丁香和烟草（Nicotiana benthamiana），观察其表型变化并测定花青苷含量；通过RT-qPCR检测花青苷生物合成途径中So4CL上下游基因的表达水平。 结果 So4CL基因CDS区全长为1 659 bp，编码552个氨基酸，具有BOX I和BOX Ⅱ保守结构域。系统进化分析显示，紫丁香So4CL与水曲柳（Fraxinus mandshurica）的4CL蛋白相似性最高，为97%。RT-qPCR分析结果显示，随着花发育，紫丁香花瓣褪色，So4CL的表达整体呈降低的趋势；So4CL在盛花期中的根、茎、叶、花中均有表达。亚细胞定位分析显示，So4CL主要存在于细胞质上。过表达So4CL的紫丁香花瓣着色明显，花青苷含量显著升高，烟草叶片出现砖红色变化；沉默So4CL后花瓣显著褪色，花青苷含量显著降低；RT-qPCR分析表明，瞬时转化So4CL会影响花青苷生物合成途径中SoPAL、SoCHS、SoDFR和SoUFGT的表达。 结论 So4CL在紫丁香花瓣花青苷合成中发挥着重要作用，是合成关键基因。