毛白杨(Populus tomentosa)中2个谷甾醇糖基转移酶基因的克隆与表达分析

摘要 : 谷甾醇糖基转移酶(sitosterol glycosyltransferase, SGT)是能与膜结合催化植物谷甾醇 糖基化的一种糖基转移酶。谷甾醇–葡萄糖苷(sitosterol-glucoside, SG)能在纤维素合酶(cellulose synthase, CesA)的作用下, 作为纤维素合成的引物, 以UDP-葡萄糖(UDP-Glucose)为底物合成葡聚 糖链。为了研究毛白杨(Populus tomentosa)PtSGT基因的功能, 根据毛果杨(Populus trichocarpa)的 同源基因PtrSGT1和PtrSGT3设计了PCR引物, 以毛白杨组培苗叶片cDNA为模板克隆了毛白杨PtSGT1 和PtSGT3 CDS序列, 长度分别为1 851 bp、1 911 bp, 分别编码616个氨基酸、636个氨基酸。结 构分析表明, 毛果杨(P. trichocarpa)同源基因PtrSGT1和PtrSGT3均含有14个外显子和13个内含子, 结构与长度差异明显, 分别定位于14号和2号染色体上。氨基酸序列同源性分析和进化分析表明, 毛白杨(P. tomentosa)的PtSGT1和PtSGT3均与毛果杨和胡杨(Populus euphratica)相应蛋白具有较高 的同源性。Real-time PCR分析显示, PtSGT基因家族的所有基因在根、茎、叶中均有表达, 总体上 呈组成型表达模式; PtSGT3在各组织中表达量显著高于其他成员, 在茎中表达量最高, 推测PtSGT3 基因在谷甾醇–葡萄糖苷合成中有着重要作用。该实验研究结果为进一步解析毛白杨纤维素合成中这2个基因的功能奠定了基础。