党参 CpPMI 基因的克隆与表达分析

摘要

磷酸甘露糖异构酶 1(phosphomannose isomerase,PMI1)催化果糖-6-磷酸（Fru-6-P）与甘露糖-6-磷酸（Man-6-P）之间的转化反应，参与党参多糖合成前体物质 GDP-甘露糖的合成，在多糖合成中发挥重要作用。本研究依据党参 Codonopsis pilosula 转录组数据中 PMI1 基因序列信息，设计特异性引物，克隆得到了党参 PMI1 基因全长，命名为 CpPMI1。通过生物信息学、原核表达以及 qRT-PCR 技术分析 CpPMI1 基因的表达与党参多糖合成之间的相关性。结果显示，CpPMI1 基因包含 1371 bp 的开放阅读框（ORF），编码 456 个氨基酸。蛋白理化性质分析预测其为疏水性非跨膜蛋白，有信号肽，含多个糖基化位点，结合蛋白保守结构域预测分析，该蛋白属于 cupin 超家族，且亚细胞定位于细胞质中。通过氨基酸序列比对及系统进化树分析，发现党参 PMI1 与其他物种的 PMI1 具有高度相似性，且同茄科植物番茄（Solanum lycopersicum）具有高度同源性。原核表达研究显示，CpPMI1 融合蛋白大小约为 50 kDa，同预测结果相近，目的蛋白为包涵体；qRT-PCR 结果表明，CpPMI1 基因具有时空表达特异性，从拉蔓期到花铃期、花期、结果期 CpPMI1 基因表达量呈逐渐降低趋势，差异显著（P