香蕉类胡萝卜素羟化酶基因MaLUT5克隆与分析

作     者：陈莹 薛丙涛 李志英 荆永琳 张玄兵 李春燕 颜航 王小冰 徐立 Chen Ying;Xue Bingtao;Li Zhiying;Jing Yonglin;Zhang Xuanbing;Li Chunyan;Yan Hang;Wang Xiaobing;Xu Li

作者机构：海南大学园艺学院海口570228 中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所海南省热带作物资源遗传改良与创新重点实验室儋州571737 长江大学农学院荆州434025 

基　　金：国家重点研发计划项目(021YFC2600603) 海南省重点研发计划科技合作项目(ZDYF2019214)共同资助 

出 版 物：《分子植物育种》 (Molecular Plant Breeding)

年 卷 期：2023年第21卷第8期

页      码：2499-2507页

摘      要：LUT5 (Lutein deficient 5)负责编码类胡萝卜素羟化酶CYP97A3,参与类胡萝卜素羟基化。为研究LUT5对香蕉果肉类胡萝卜素的调控,本试验以Pilose香蕉叶片为模板,根据NCBI预测的香蕉LUT5序列设计引物进行克隆,并对蛋白质结构进行分析。结果显示,克隆出的MaLUT5 CDS区全序列长为1 971 bp,编码656个氨基酸;MaLUT5蛋白为亲水性不稳定酸性蛋白,主要由α-螺旋和无规则卷曲构成,定位于叶绿体外膜。对Pilose香蕉各个组织进行RT-qPCR检测,结果显示MaLUT5基因具有很强的组织特异性,且在生殖器官的表达水平高于营养器官。此外,对转pBI121-Ma LUT5拟南芥进行GUS组织化学染色分析,结果显示MaLUT5能在拟南芥全株表达。经过完全黑暗处理后,LUT5在AAA基因型中的表达量显著提升,而在BBB基因型的表达量下降。在Pilose变黄的果实中瞬时超表达MaLUT5,MaLUT5表达量和总类胡萝卜素含量显著提高,编码ε-羟化酶CYP97C1的LUT1 (Lutein deficient 1)表达量变化不显著。综上,初步推断LUT5在AAA基因型香蕉果肉类胡萝卜素途径起正调控作用,能促进类胡萝卜素形成。本研究为阐明MaLUT5功能、分子育种培育高类胡萝卜素香蕉提供理论基础。

主 题 词：香蕉 LUT5 类胡萝卜素羟化酶 高类胡萝卜素 生物强化 

学科分类：09[农学] 0902[农学-自然保护与环境生态类] 090201[090201] 

D　O　I：10.13271/j.mpb.021.002499

馆 藏 号：203121207...