DkMATE7在中国甜柿原花青素前体跨膜转运中的功能研究

来源 :华中农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tom0101
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原花青素(PAs)是影响柿果实品质的重要次生代谢产物。原花青素前体的生物合成和聚合分别发生在内质网和液泡中,因此前体物质必须经过液泡膜才能进入液泡。本研究以中国甜柿‘鄂柿1号’转录组数据库筛选得到的差异表达基因DkMATE7为研究对象,通过对其在原花青素生物合成途径中原花青素前体物质跨膜转运模式进行研究,探明DkMATE7在柿原花青素跨膜转运过程中的作用,明确其具体转运的前体物质,进一步完善中国甜柿原花青素代谢调控途径。主要结果如下:1.DkMATE7全长共有1461 bp,编码486个氨基酸,包含与原花青素运输相关高度保守的两段氨基酸序列CGQA和RVSNELGA。DkMATE7在完全甜柿和非完全甜柿中的表达模式与可溶性原花青素含量的积累模式一致,但在完全甜柿中的表达量明显高于非完全甜柿。2.DkMATE7定位在液泡膜上;柿圆片及叶片中瞬时超表达DkMATE7后,原花青素含量显著升高,且原花青素合成途径的相关结构基因均上调表达,而干涉表达DkMATE7后均下降;表达了DkMATE7的柿叶片原花青素成分HPLC分析,发现儿茶素(C)、表儿茶素(EC)和表儿茶素没食子酸(ECG)组分含量显著升高,干涉后显著降低,而表没食子儿茶素(EGC)和表没食子儿茶素没食子酸(EGCG)的含量没有显著变化。3.DkMATE7与柿原花青素五种主要亚基分子对接的结合能比较发现,DkMATE7与C、EC和ECG的亲和性显著高于EGC和EGCG;DkMATE7转化大肠杆菌acr B突变菌株实验发现DkMATE7具有C、EC和ECG外排活性;DkMATE7与催化C产生的DkLAR和催化EC产生的DkANR共表达实验显示DkMATE7在原花青素转运积累过程中偏好性运输C、EC、ECG这三种前体物质。综上所述,从‘鄂柿1号’转录组数据库筛选得到的差异表达基因DkMATE7主要在果实发育早期高度表达,定位于液泡膜,通过偏好性跨膜转运原花青素前体儿茶素、表儿茶素和表儿茶素没食子酸进入液泡,参与柿原花青素的积累。DkMATE7在完全甜柿和非完全甜柿果实发育前期表达量的差异,造成原花青素前体更多进入完全甜柿液泡中积累,这可能是形成完全甜柿和非完全甜柿品种的原因之一。该研究结果进一步完善了柿原花青素代谢调控网络,为甜柿分子育种和遗传改良提供了新思路。
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