蓝莓MATE基因的表达、定位及其运输活性分析

Blueberries are health fruit in the world and consist of high anthocyanins. From the agricultural,food industry and medical prospect, it is imperative to develop new blueberry cultivars which contain high anthocyanins by bioengineering technology. Multidrug and toxic extrusion transporters (MATEs) are involved in the transport of various secondary metabolites in plants, and play a key role in the transport of anthocyanins, proanthocyanidins and flavonols. The blueberry fruit transcriptome allowed us to identify a new MATE gene from blueberry. VcMATE1 were highly expressed in berry skin acclumulating the most of anthocyanins. The result indicated that VcMATE1 may associate with anthocyanins accumulation. Taken together,this research project is designed to study the expression pattern, subcellular localization and transport activity of VcMATE1 from blueberry. The project will enrich the transport mechanisms of secondary metabolite, and provide a new biotechonology strategy to develop better nutritional blueberry cultivars.

蓝莓含有丰富的花色苷，是世界性的营养保健水果。从农业、食品工业和医疗前景来看，迫切需要利用生物工程技术来培育高花色苷含量的蓝莓新品种。多药和有毒化合物排出转运蛋白(MATEs)参与多种植物次生代谢物的运输，在花色苷、前花青素和类黄酮运输中起关键作用。通过蓝莓果实转录组测序，我们鉴定出了一个新的蓝莓MATE基因，VcMATE1在花色苷积累最多的果皮中表达量最高，这一结果暗示其可能与花色苷积累相关。综上，本项目拟进行蓝莓VcMATE1的表达情况、亚细胞定位和运输活性研究。本项目将丰富次生代谢物质的运输机理，也为培育营养价值更高的蓝莓品种提供了新的生物技术策略。

越橘是重要的小浆果果树，果实中富含花色苷等多种生物活性物质。然而，越橘花色苷的种类和含量因品种不同而存在差异。花色苷在ER上的多酶复合体中合成，储存在液泡中，其合成代谢通路研究较为清楚，但花色苷合成后转运、汇集的分子机制尚不清楚。挖掘花色苷转运相关基因并对其进行功能验证对于完善花色苷代谢途径及改良越橘品种具有重要意义。本研究以高丛越橘品种‘北卫’为试材，通过染色体步移和RACE技术在越橘果实中克隆了8条高基因丰度、高表达丰度的MATE基因的全长cDNA序列，分别命名为VcMATE1、VcMATE2、VcMATE3、VcMATE4、VcMATE5、VcMATE7、VcMATE8和VcMATE9，提交到GenBank，登陆号分别为：KF875433、KF831422、KF875434、KF875435、KF875436、KF875438、KF875439和KF875440。聚类分析结果显示，MATE转运蛋白可分为功能不同的5类，越橘中8个VcMATE蛋白分布在其中的两组中。VcMATE2、VcMATE3、VcMATE5、VcMATE7、VcMATE8和VcMATE9与MATE型类黄酮转运蛋白聚为一类，表明它们可能参与类黄酮化合物的转运。而VcMATE1和VcMATE4与一些离子或药物排出蛋白聚为一类，说明它们可能参与次级代谢物质、异源物质或有毒离子的排出。实时荧光定量PCR结果显示8个VcMATEs基因具有不同的时空表达模式。VcMATE2表达量是8个基因中表达量最高的，表达量最高的部位在富含花色苷的蓝果果皮中，其次是根，果实发育过程中呈现增高的趋势。VcMATE3、VcMATE8和VcMATE9与VcMATE2有相似的表达模式。VcMATE5和VcMATE7主要在根中表达，且在种子中的表达量都高于果皮。VcMATE1和VcMATE4总体的转录水平要比其它基因低很多，且最高的表达部位在果肉。在VcMATE基因表达与花色苷积累进行相关性分析，结果显示VcMATE2、VcMATE3、VcMATE8、VcMATE9的表达情况与花色苷积累达到极显著相关，加之，VcMATE2的表达水平最高，因此推测VcMATE2可能是越橘果实中花色苷的跨膜转运的主要基因。免疫组织化学定位结果显示VcMATE2定位在蓝果果皮细胞的外周，VcMATE2::YFP融合蛋白转化拟南芥原生质体显示VcMA

内容获取失败，请点击重试