香鳞毛蕨1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合酶基因的克隆及表达分析

1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合酶(DXS)是甲基-D-赤藓醇-4-磷酸(MEP)途径中控制影响植物萜类化合物合成的第一个限速酶.该研究对香鳞毛蕨(Dryopteris fragrans)DfDXS基因进行序列特征及生物信息学分析,并通过qRT-PCR技术分析其在外源激素、干旱、盐胁迫、高温及低温处理下的表达模式,旨在探究DfDXS基因在香鳞毛蕨萜类生物合成及抗逆机制中的作用,为进一步解析香鳞毛蕨抗逆分子机制奠定基础.结果显示:(1)DfDXS1基因全长2139 bp,编码712个氨基酸,而DfDXS2全长2160 bp,编码719个氨基酸;结构域分析显示,其具有典型的转酮醇酶保守域,包含焦磷酸硫胺素结合位点和转酮醇酶结构域;DfDXS氨基酸序列与江南卷柏(Selaginella moellendorffii)和银杏(Ginkgo biloba)的DXS等关系较近.(2)水杨酸(SA)处理下,DfDXS基因的相对表达量先升高后降低;脱落酸(ABA)抑制DfDXS的表达;DfDXS1/2在茉莉酸甲酯(MeJA)处理下相对表达水平均显著高于对照;乙烯利(Eth)抑制DfDXS的表达,但DfDXS1处理3 h时表达水平显著高于对照.(3)聚乙二醇(PEG)、高温和低温均诱导DfDXS1上调表达.研究推测,香鳞毛蕨DXS基因在萜类物质合成与逆境胁迫机制中发挥着重要的作用.