甘蔗查尔酮合成酶基因的挖掘、序列分析及表达分析

查尔酮合成酶(chalcone synthase,CHS)是植物类黄酮生物合成途径的第一个关键酶,在植物的次生代谢途径中发挥重要作用.本研究基于课题组构建的甘蔗转录组数据库,挖掘获得7个具有完整编码区的甘蔗ScCHS基因(ScCHS1～Sc CHS7).序列分析结果显示,ScCHS1～ScCHS7基因大约编码400个氨基酸,7者之间的氨基酸序列相似性介于12.47％～87.22％之间,且其编码蛋白均含有c(Cys)、f(Phe)、h(His)和n(Asn)这4个构成CHS蛋白催化中心的保守残基.系统进化树分析表明,Sc CHS1、ScCHS2和ScCHS6聚类在CHS家族的第Ⅵ亚类,ScCHS3和ScCHS4聚在第Ⅲ亚类,ScCHS5聚在第V亚类,ScCHS7聚在第Ⅷ亚类.实时荧光定量PCR (quantitative real-time PCR,qRT-PCR)结果显示,接种甘蔗黑穗病菌(Sporisorium scitamineum)后,ScCHS1基因的表达水平在感黑穗病品种'ROC22'中没有显著变化,但在抗黑穗病品种'NCo376'中被诱导上调.此外,在低氮胁迫下,ScCHS1基因转录本在'ROC22'叶片和根部组织中均被诱导上调,表明Sc CHS1基因积极响应甘蔗黑穗病菌和低氮胁迫处理.以上结果为深入研究甘蔗ScCHS家族基因的结构和功能提供了参考资料.