不结球白菜花青苷合成负调控基因BrcLBD39的克隆和表达分析及其对外源6-BA的响应

[目的]本文旨在探究LBD39基因在不结球白菜紫色和绿色材料中的特性及其对外源6-BA的响应,为花青苷调控机制奠定理论基础.[方法]以不结球白菜紫色自交系 NJZX1-3及其绿色突变体 NJZX1-0为材料,同源克隆LBD39基因的全长,应用生物信息学方法分析其核酸和蛋白序列及其进化关系,并在线预测蛋白质二级和三级结构.采用外源6-BA处理后测定叶片中花青苷含量,并通过实时荧光定量PCR技术测定了LBD39基因在外源6-BA处理后的表达水平.[结果]在2个不同材料中克隆获得的LBD39基因完全相同,序列长为876 bp,包含编码区(长为699 bp)及非编码区(长为177 bp).其编码区序列含有1个长为696 bp 的开放阅读框(ORF),编码232个氨基酸,将该基因命名为BrcLBD39.亚细胞定位预测该蛋白分布在细胞核中,蛋白相对分子质量为25.30×103,等电点为8.85.进化树分析表明,BrcLBD39蛋白序列与大白菜BraLBD39相似性为100%,其次与油菜和甘蓝关系最近,相似性分别为99%和93%.外源6-BA处理24 h以后紫色材料NJZX1-3叶片中花青苷含量均高于对照,而绿色突变体叶片基本不含花青苷;BrcLBD39基因在2个材料中具有相似的表达模式,即先下降后上升而后又下降,其中在处理后48 h时BrcLBD39基因表达量急剧增加,在紫色和绿色材料中增量分别为74.84%和49.87%.此外,BrcLBD39表达量在绿色材料中明显高于紫色材料.[结论]不结球白菜中花青苷负调控基因BrcLBD39既响应外源6-BA,又与叶片中花青苷的积累密切相关,在花青苷的生物合成过程中起着重要的调控作用.