基于二代测序技术的黄芪萜类合成酶基因挖掘与生物信息学分析

目的：对黄芪萜类合成酶（TPS）基因进行挖掘与生物信息学分析，为黄芪萜类化合物特别是三萜皂苷的合成、积累作用及其分子机制研究奠定基础。方法：通过二代测序技术构建黄芪转录组文库，根据基因注释信息进行TPS序列初步筛选，BLAST同源比对确认。运用MEGA 4.0构建邻接（NJ）系统进化树，采用在线工具开放阅读框（ORF）Finder，Compute pI/Mw，ProtComp 9.0进行生物信息学分析。结果：共获得76条TPS序列，其中13条拥有完整的ORF。获得的TPS序列中注释为TPS10序列最多，其次为大根香叶烯D合成酶和单萜合成酶；选取17条代表性TPS序列进行同源性分析，发现黄芪TPS序列分为3个类群，每一类群均包括Ⅰ型和Ⅱ型萜类合成酶序列。此外，挖掘得3条环阿屯醇合酶（CAS）序列，其中原始编号为CL6827.Contig1和Unigene19112的CAS序列具有完整的ORF，所编码蛋白质序列长度分别为795，757个氨基酸，亚细胞定位于内质网，与已报道黄芪CAS序列同源性最高。结论：利用黄芪转录组文库成功挖掘得黄芪单萜、倍半萜及三萜合成环化酶基因，定位于内质网的CAS序列与三萜皂苷主要由细胞质中的甲羟戊酸途径合成特征吻合