白木香丙二烯氧化物环化酶基因(AsAOC1)的克隆与表达分析

丙二烯氧化物环化酶(allene oxide cyclase,AOC)是茉莉酸生物合成途径中的一个关键酶,在植物防御反应中发挥重要作用.本研究根据白木香转录组高通量测序结果设计引物扩增,利用RT-PCR技术从白木香中首次克隆得到1个AOC基因,命名为AsAOC1,并进行生物学信息分析、原核表达和纯化、组织特异性分析及非生物胁迫和激素诱导表达分析.白木香AsAOC1基因的开放阅读框(ORF)长753 bp,编码251个氨基酸,其蛋白分子质量是27.46kD.生物学信息分析表明AsAOCl蛋白包含1个保守的allene_ox_cyc结构域,系统进化树显示AsAOC1蛋白与川桑(Morus notabilis) AOC蛋白具有较高的同源性.构建原核表达载体pET28a-AsAOC1并在大肠杆菌BL21(DE3)菌株中成功表达AsAOC1重组蛋白,利用Ni2+亲和色谱纯化得到可溶性AsAOC1重组蛋白.实时荧光定量PCR检测结果表明AsAOC1基因在茎中表达量最高,根与茎尖次之,叶中表达量最低.盐、干旱、低温以及重金属胁迫均能够诱导白木香愈伤组织中AsAOC1基因表达;茉莉酸甲酯、水杨酸、赤霉素和脱落酸诱导后,愈伤组织中AsAOC1基因的表达量明显上升.本研究为进一步研究茉莉酸途径在白木香结香机制和植物防御反应中作用奠定基础.