毛白杨二氢黄酮醇-4-还原酶基因PtDFR的克隆和特性分析

二氢黄酮醇-4-还原酶(dihydroflavonol-4-reductase, DFR)是调控花青素合成的关键酶。 DFR对底物的选择是决定植物中花色苷种类的重要因素, 并在很大程度上决定花青素的比例, 最终使植物呈现不同的颜色。此外, DFR基因家族中的不同成员对底物具有不同的催化效率, 影响了植物中花青素的种类和含量, 从而使植物组织或器官呈现不同的颜色。该文在分析已有毛白杨转录组数据的基础上, 以毛白杨二氢黄酮醇-4-还原酶基因为研究对象, 设计了一对PCR引物, 以毛白杨基因组DNA为模板, 通过PCR扩增获得了毛白杨DFR基因家族的1个成员, 命名为PtDFR。测序结果表明, 该基因序列全长为1 591 bp, 包含6个外显子和5个内含子, CDS长度为954 bp, 编码317个氨基酸, 具有1个NADP(H)保守结构域。氨基酸序列相似性分析和进化分析表明, 毛白杨与银白杨、毛果杨DFR的氨基酸相似性分别高达95.65%和94.21%, 而与柑橘、枣、葡萄等7个物种DFR的氨基酸相似性达到82.14%~89.29%。转录组数据分析显示, PtDFR在不同组织器官中的表达量存在明显差异, 萌动营养芽表达量最高, 休眠营养芽最低, 且不同时期雌雄花芽表达趋势相似, 该研究结果将为深入探究PtDFR的功能奠定基础。