烟草多酚氧化酶NtPPO1-2基因克隆及功能分析

摘要：

目的 多酚氧化酶（polyphenol oxidase, PPO）是一种铜离子结合酶，其在植物的生长发育、抵御生物和非生物胁迫中具有重要作用。克隆栽培烟草（Nicotiana tabacum L.）K326 NtPPO1-2基因并分析其功能，为烟草多酚代谢调控机制研究奠定基础。 方法 以栽培烟草K326为材料，通过同源克隆获得1个新的多酚氧化酶（PPO）基因，命名为NtPPO1-2。进行生物信息学分析和基因表达分析；构建过表达载体并通过农杆菌介导法获得转基因植株；观察T₁代表型、测定PPO酶活性及绿原酸和芦丁含量。 结果 NtPPO1-2基因全长1 821 bp，编码606个氨基酸。氨基酸序列比对和结构域分析结果显示，烟草NtPPO1-2与林烟草NsylPPO氨基酸序列相似度最高，并且NtPPO1-2包含保守的酪氨酸酶（tyrosinase）、PPO1_DWL及PPO1_KFDV结构域。T₁代过表达植株的表型与栽培烟草K326相比，花蕾数目减少。且NtPPO1-2基因过表达植株多酚氧化酶的活性显著升高，烟草主要的多酚物质绿原酸和芦丁的含量显著下降。 结论 从栽培烟草K326中成功克隆到NtPPO1-2基因，其过表达通过增强PPO活性显著降低绿原酸和芦丁含量，并改变烟草植株表型。