金钗石斛中3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A合酶基因的克隆及特征分析

目的 克隆金钗石斛Dendrobium nobile中3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A合酶（3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA synthase，HMGS）基因DnHMGS，并进行生物信息学和表达分析。方法 采用反转录聚合酶链式反应（RT-PCR）、cDNA末端快速扩增（RACE）技术获得DnHMGS基因cDNA全长；生物信息学分析编码蛋白的理化特性、结构域等特征；用DNASTAR、MEGA软件分别进行氨基酸多序列比对和进化树构建分析；借助实时荧光定量PCR（qRT-PCR）技术检测基因组织表达模式。结果 DnHMGS基因全长为1 816 bp（GenBank注册号KX789180），编码一条由474个氨基酸组成的多肽，相对分子质量为52 458.47，等电点5.98。DnHMGS蛋白具有植物HMGS酶的典型结构域和活性中心，与凤梨、稻、玉米等单子叶植物亲缘关系较近。DnHMGS基因具有组织表达特异性，接菌前，DnHMGS转录本在金钗石斛叶中的表达量最高，为根、茎中的2倍以上。但接菌后DnHMGS基因表达情况转变为茎 > 叶 > 根。结论 首次从金钗石斛中克隆得到HMGS基因的全长cDNA，该基因的分子鉴定为进一步揭示该基因在金钗石斛萜类物质合成代谢途径中的作用及菌根真菌影响石斛碱生物合成的调控机制奠定了基础