大豆类黄酮糖基转移酶基因UGT73C19的功能研究

	大豆类黄酮糖基转移酶基因UGT73C19的功能研究
	狄少康 ; 尹青岗 ; 夏亚迎 ; 庞永珍
	2019
发表期刊	中国农业科学
ISSN	0578-1752
卷号	52 期号:20 页码:3507-3519
摘要	【背景】类黄酮是大豆中积累的一类重要的植物次生代谢产物,参与大豆的生长、发育和抗逆等诸多生理活动。由UDP-糖基转移酶(UGT)催化的糖基化修饰是类黄酮生物合成的关键步骤。【目的】通过系统研究大豆UGT73C19编码重组酶的体外酶活特性和体内特性,完善大豆黄酮类化合物合成和积累的机制,为大豆品质的遗传改良提供基因资源和理论基础。【方法】通过高效液相色谱(HPLC)的方法检测大豆核心种质资源叶片中类黄酮的种类和含量,通过qRT-PCR的方法检测了UGT的表达水平。以大豆Williams 82叶片cDNA为模板,克隆得到UGT73C19的编码区序列。使用MEGA5和DNAMAN软件进行多重序列比对,并构建进化树。通过原核表达系统获得UGT73C19的重组蛋白,分析UGT73C19重组蛋白对各种类黄酮苷元的糖基转移活性,并通过高效液相色谱-质谱(HPLC-MS)对产物进行鉴定,确定重组蛋白的糖基化位点。利用qRT-PCR技术对UGT73C19在大豆不同组织的表达水平进行分析。构建植物过量表达载体,通过花序浸染法转化拟南芥,获得UGT73C19表达量高的纯合株系,检测转基因株系叶片和种子中类黄酮的种类和含量。【结果】通过HPLC分析大豆核心种质资源叶片类黄酮成分,发现不同品种中类黄酮的成分和含量存在明显差异。根据类黄酮成分的不同,将大豆核心种质分为12种不同的类型。大豆核心种质资源叶片中总黄酮的含量与UGT73C19的表达水平呈正相关关系。克隆得到UGT73C19的编码区序列,全长1 482 bp,编码493个氨基酸,UGT73C19蛋白在C-端有一个保守的PSPG结构域。体外酶活分析表明,重组的UGT73C19蛋白对6种类黄酮苷元(山奈酚、槲皮素、杨梅素、芹黄素、大豆苷元和染料木素)都具有糖基转移活性,其中对槲皮素的催化效率最高;糖基化位点分别位于类黄酮的5位和7位羟基上,重组UGT73C19蛋白的糖基化底物和位点具有多样性。过量表达UGT73C19的拟南芥叶片和种子中的类黄酮总量明显升高,其中叶片中总黄酮含量提高49%—70%,种子中总黄酮的含量提高34%—37%;尤其是种子中槲皮素3-O鼠李糖的含量显著增加。【结论】UGT73C19蛋白是催化合成大豆中多个类黄酮糖苷的关键糖基转移酶,过量表达UGT73C19可以提高转基因植物中黄酮醇糖苷和类黄酮的含量。
关键词	大豆糖基转移酶基因类黄酮黄酮醇
语种	中文
资助机构	国家重点研发项目(2016YFD0101005)
文献类型	期刊论文
条目标识符	http://ir.ibcas.ac.cn/handle/2S10CLM1/23227
专题	中科院植物分子生理学重点实验室
作者单位	1.中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 2.中国科学院植物研究所
推荐引用方式 GB/T 7714	狄少康,尹青岗,夏亚迎,等. 大豆类黄酮糖基转移酶基因UGT73C19的功能研究[J]. 中国农业科学,2019,52(20):3507-3519.
APA	狄少康,尹青岗,夏亚迎,&庞永珍.(2019).大豆类黄酮糖基转移酶基因UGT73C19的功能研究.中国农业科学,52(20),3507-3519.
MLA	狄少康,et al."大豆类黄酮糖基转移酶基因UGT73C19的功能研究".中国农业科学 52.20(2019):3507-3519.

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大豆类黄酮糖基转移酶基因UGT73C19（1953KB）	期刊论文	出版稿	开放获取	CC BY-NC-SA	浏览请求全文