摘要：目的:类胡萝卜素双加氧裂解酶(CCD)是类胡萝卜素生物合成途径中的一个关键酶。旨在鉴定并克隆蛹虫草中的CCD酶,通过相关生物信息学分析和荧光定量PCR探究其结构、功能聚类以及表达调控。方法:用GenBank登录的CCD酶基因序列与蛹虫草基因组比对,在保守区域设计1对引物,以蛹虫草基因组的DNA为模板对CCD酶基因进行扩增,扩增产物命名为car-TC。car-TC基因连接载体后由生物公司测序;序列通过多种生物信息学软件和在线工具分析;表达量随生长情况的变化关系通过实时荧光定量PCR进行测定。结果:克隆了car-TC基因,该基因长1784bp,编码一个577aa的蛋白质,该蛋白质含有CCD酶活性必需的4个组氨酸残基,系统发育进化分析表明该蛋白和棒束菌、白僵菌的同源蛋白聚在同一簇,实时荧光定量PCR结果表明该蛋白的表达量随生长时间的延长而减少。结论:获得一个类胡萝卜素合成途径中的关键酶——双加氧裂解酶基因car-TC,该基因的表达主要受时序调控,随生活周期的进行有逐渐降低的趋势。

摘要：为探讨太子参环肽成分与品质形成的分子机制,利用生物信息学方法从太子参转录组数据库中筛选出太子参类胡萝卜素双加氧裂解酶(carotenoid cleavage dioxygenases,CCDs)新基因,并设计引物对其进行全长扩增及克隆、生物信息学分析和基因表达分析。克隆得到的4条CCDs序列全长分别为1 617,1 461,1 746,1 875 bp,并根据其功能依次命名为Ph CCD1,Ph NCED2,Ph NCED3,Ph CCD4。序列分析结果表明,4个基因均含有REP65结构域,且均含有与亚铁离子结合的位点。系统进化分析表明,Ph NCED2,Ph NCED3聚为NCEDs一支,Ph CCD1,Ph CCD4聚为CCDs一支,且与拟南芥Arabidopsis thaliana的At CCDs家族相比,Ph CCD1与At CDD1同源性最高,Ph CCD4与At CCD4同源性最高,Ph NCED2,Ph NCED3与At NCED3同源性最高。实时荧光定量分析显示Ph CCD1和Ph CCD4 2个基因的表达主要在地上部分,其中Ph CCD1在叶中的表达量最高,Ph CCD4在茎叶具有高表达,可能参与太子参类胡萝卜素的生物合成;Ph NCED2和Ph NCED3 2个基因的表达主要在地下部分,其中Ph NCED2在须根中表达量最高,Ph NCED3在块根木部和皮部表达量较高,可能是脱落酸生物合成的关键酶基因。研究首次得到太子参CCDs基因,为进一步阐明太子参植株对于外界胁迫的应答机制,进而探讨太子参品质形成的生物途径奠定基础。