栀子(Gardenia jasminoides) GGPPS 基因小亚基的克隆及表达分析

香叶基焦磷酸(geranyl pyrophosphate, GPP)是单萜的前体物质，而单萜是栀子内重要的活性成分。香叶基香叶基焦磷酸合酶(GGPPS)在萜类化合物、类胡萝卜素类化合物生物合成中处于关键位置，GGPPS 主要分为香叶基香叶基焦磷酸合成酶大亚基(GGPPSlsu)和香叶基香叶基焦磷酸合成酶小亚基(GGPPSssu)。为了研究栀子 GGPPS 基因在栀子萜类生物合成中的作用，本研究成功从栀子品种‘林海一号’中提取 RNA 反转录合成 cDNA，根据转录组测序拼接结果设计引物扩增得到栀子 GGPPSssu 的 cDNA 序列，分别命名为 GjGGPPSssu1 和 GjGGPPSssu2，ORF 区分别为 1 053 bp 和 915 bp。通过构建基因进化树，栀子 GGPPSssu 基因和其他植物的 GGPPSssu 基因聚为一类，属于香叶基香叶基焦磷酸合成酶小亚基基因。通过蛋白质序列比对表明 GjGGPPSssu1 有一个 CxxxC (x 为碱性氨基酸)的保守基元和一个 FARM 的保守基元，没有 SARM 保守基元，与 SSU II 类基因相似；GjGGPPSssu2 有两个 CxxxC 的保守基元，没有 FARM 保守基元和 SARM 保守基元，与 SSU I 类基因相似。荧光定量 PCR 试验结果表明，GjGGPPSssu1 在 T4 和 T5 时期有较高的表达水平，GjGGPPSssu2 在栀子各生长时期的根部和果实中有较高水平的表达。推测 GjGGPPSssu1 基因与栀子黄色素合成相关，GjGGPPSssu2 基因与单萜合成相关。本研究初步解析了栀子 GGPPS 基因的功能，为提高栀子药用品质提供了理论依据。