桑树黄烷酮-3-羟化酶基因的克隆及在35份桑种质资源植株叶片中的表达差异

黄烷酮-3-羟化酶(F3H)是黄酮类化合物合成途径的关键酶之一,其催化黄烷酮合成的二氢黄酮醇又可经不同代谢途径合成花青素等多种黄酮类物质。以鲁桑(Morus multicaulis)品种育711号植株的幼叶cD NA为模板,利用RT-PCR和RACE技术克隆了桑树F3H基因cD NA的全长序列,将该基因命名为MmF 3H(GenB ank登录号:KU301748)。该基因开放阅读框(ORF)长1 095 bp,编码一个含有365个氨基酸残基的多肽,预测蛋白质分子质量为40.15 kD,等电点为4.93。该基因编码氨基酸序列与川桑(Morus notabilis)F3H的序列相似度高达98%,与其它5种植物F3H也具有较高的序列相似度(79%~82%),说明F3H基因编码的氨基酸序列具有较高的保守性;系统进化树也显示来自鲁桑的F3H序列与来自川桑的F3H序列聚在一枝,亲缘关系最近。qRT-PCR检测MmF 3H基因在35份桑种质资源植株幼叶中的表达水平存在较大差异,相对表达量较高的达到0.784 5,而较低的仅为0.012 1;用分光光度法测定35份桑种质资源植株桑叶片中的总黄酮和总花青素含量也存在较大差异,而且总黄酮含量的差异与MmF 3H基因表达水平的差异具有一定相关性,推测MmF 3H催化生成的产物属于黄酮类化合物合成途径的上游产物。