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应用与环境生物学报 ›› 2024, Vol. 30 ›› Issue (03): 569-578.DOI: 10.19675/j.cnki.1006-687x.2023.06027

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刺葡萄愈伤组织褪黑素生物合成基因SNAT2、COMT3的克隆及其对光质的响应

贺丽媛, 赖恭梯, 李思雨, 许恒, 林俊璇, 郭奥琳, 赖钟雄, 赖呈纯   

  1. 福建农林大学园艺植物生物工程研究所
    福建省农业科学院农产品加工研究所
    农业农村部亚热带特色果蔬菌加工重点实验室
  • 发布日期:2024-10-18
  • 基金资助:
    福建省自然科学基金项目(2021J05091,2022J01482); 福建省属公益类科研院所基本科研专项(2021R1032009,2021R10320013)资助

  • Published:2024-10-18

摘要: 5-羟色胺-N-乙酰基转移酶(serotonin N-acetyltransferase,SNAT)和咖啡酸-O-甲基转移酶(caffeic acid O-methyltransferase,COMT)是植物褪黑素合成途径的关键酶,对褪黑素的生物合成有重要的调控作用.以刺葡萄愈伤组织为材料,分别克隆获得了VdSNAT2和VdCOMT3,对其生物信息学及启动子顺式作用元件进行预测,结合实时荧光定量PCR技术,分析不同光质处理下刺葡萄愈伤组织中褪黑素含量与VdSNAT2和VdCOMT3基因表达的相关性.结果表明,VdSNAT2和VdCOMT3基因ORF分别为549 bp和1 158 bp,分别编码182和385个氨基酸,其编码蛋白前者为亲水蛋白,后者为疏水蛋白,亚细胞均定位于叶绿体;蛋白保守基序和进化树分析表明,刺葡萄VdSNAT2和VdCOMT3蛋白与葡萄的SNAT2和COMT3具有相同的保守基序,且两者进化相似、亲缘关系近.启动子顺式作用元件预测发现,VdSNAT2和VdCOMT3启动子序列中均有大量光响应等多种生物/非生物响应元件.qRT-PCR分析表明,光质显著影响VdSNAT2和VdCOMT3基因的表达,其中红光对刺葡萄愈伤组织中VdSNAT2和VdCOMT3基因表达的促进作用最为显著,与褪黑素含量具有正相关性,同时VdSNAT2和VdCOMT3基因对褪黑素的生物合成调控具有协同作用.本研究表明光质可以影响VdSNAT2和VdCOMT3基因的表达,从而定向调控刺葡萄愈伤组织褪黑素的生物合成.(图9表1参41)

关键词: 刺葡萄, 愈伤组织, 褪黑素, 光质, 5-羟色胺-N-乙酰基转移酶, 咖啡酸-O-甲基转移酶

中图分类号: