甘蔗查尔酮合成酶基因的挖掘、序列分析及表达分析

查尔酮合成酶(chalcone synthase CHS)是植物类黄酮生物合成途径的第一个关键酶，在植物的次生代谢途径中发挥重要作用。本研究基于课题组构建的甘蔗转录组数据库，挖掘获得7个具有完整编码区的甘蔗ScCHS基因(ScCHS1~ScCHS7)。序列分析结果显示，ScCHS1~ScCHS7基因大约编码400个氨基酸，7者之间的氨基酸序列相似性介于12.47%~87.22%，且其编码蛋白均含有c (Cys)、f (Phe)、h (His)和n (Asn)这4个构成CHS蛋白催化中心的保守残基。系统进化树分析表明，ScCHS1、ScCHS2和ScCHS6聚类在CHS家族的第Ⅵ亚类，ScCHS3和ScCHS4聚在第Ⅲ亚类，ScCHS5聚在第Ⅴ亚类，ScCHS7聚在第Ⅷ亚类。实时荧光定量PCR (quantitative real-time PCR, qRT-PCR)结果显示，接种甘蔗黑穗病菌(Sporisorium scitamineum)后，ScCHS1基因的表达水平在感黑穗病品种ROC22中没有显著变化，但在抗黑穗病品种NCo376中被诱导上调，此外，在低氮胁迫下，ScCHS1基因转录本在ROC22叶片和根部组织中均被诱导上调，表明ScCHS1基因积极响应甘蔗黑穗病菌和低氮胁迫处理。以上结果为深入研究甘蔗ScCHS家族基因的结构和功能提供了参考资料。