青稞查爾酮異構酶基因的克隆及原核表達分析.pdf

1、青稞（Qingike，Hordeum vulgareL.var.nudum Hook.F）也稱裸大麥，其籽粒富含黃酮等營養(yǎng)功能成分，具有較高的營養(yǎng)價值和醫(yī)療保健作用，已越來越受大麥研究者的青睞。黃酮類化合物是一類在自然界廣泛分布的多酚類次生代謝物質，是色原烷或色原酮的衍生物，在植物自身生理活動中起著重要的作用，參與紫外線防護、花色形成、調節(jié)生長、抗病原微生物、誘導植物與微生物相互作用等，與人類的健康有密切的聯(lián)系，具有清除自由基、保護心腦

2、血管、抗腫瘤、抗氧化和抗炎癥等多種藥用價值。類黃酮代謝是植物中重要的次生代謝途徑之一，是植物黃酮合成的重要方式。
　　查爾酮異構酶(chalcone isomerase，CHI，EC5.5.1.6)是第一個被認識的黃酮類物質合成相關酶，也是類黃酮代謝途徑中的一個關鍵酶，催化分子內環(huán)化反應將雙環(huán)的查爾酮轉化為有生物學活性的三環(huán)二羥基黃烷酮，對黃酮類物質的合成具有重要作用。本研究以實驗室篩選的高黃酮青稞品種“94-19-1”為材料，通

3、過同源克隆獲得青稞查爾酮異構酶基因HvCHI的編碼序列CDS(Coding sequence)全長，對序列進行了生物信息學分析和進化樹分析，構建原核表達載體并進行了原核表達初步研究，為深入研究CHI基因在青稞類黃酮代謝中的分子調控機制提供依據(jù)，對青稞高黃酮含量的育種具有指導價值。
　　主要結果如下:
　　1.根據(jù)GenBank中已登錄的大麥CHI基因的CDS區(qū)序列設計引物，通過同源克隆及測序成功得到青稞CHI基因的CDS區(qū)全

4、序列，CDS區(qū)全長696 bp，編碼231個氨基酸。酶蛋白分子量為23.68 KDa，預測等電點(PI)為5.22，為酸性蛋白。酶蛋白的不穩(wěn)定系數(shù)為23.96，屬于穩(wěn)定蛋白。其所有氨基酸組成中Ala最多，Cys、Gln和Trp最少。平均親水指數(shù)為0.299，屬于親水性蛋白。存在5個絲氨酸和1個酪氨酸磷酸化活性位點。信號肽預測結果顯示，該蛋白無信號肽。預測該酶蛋白為非分泌性蛋白。二硫鍵預測軟件分析表明，在Cys113和Cys183一個區(qū)域

5、可能存在二硫鍵。
　　2.對包括青稞在內的14種植物的CHI基因序列構建NJ系統(tǒng)進化樹表明:該進化樹分為2個亞群:單子葉植物(Ⅱ)和雙子葉植物(Ⅰ)。其中Ⅰ類包含了矮牽牛、葡萄、百脈根、金蕎麥、苜宿、菜豆等植物;Ⅱ類包括普通小麥、玉米、大麥和節(jié)節(jié)麥等植物。青稞CHI基因與同為單子葉的大麥、節(jié)節(jié)麥等的同源性最高，與雙子葉植物的橙子、矮牽牛同源性最低。
　　3.將青稞CHI基因的編碼序列與表達載體pET-32a相連后，pET-3