JOURNAL OF LIGHT INDUSTRY

CN 41-1437/TS  ISSN 2096-1553

烟草C4H2基因的克隆与表达特性分析

刘晨 ,  王祯 ,  朱先约 ,  王文婷 ,  黄申 ,  翟玉俊

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刘晨, 王祯, 朱先约, 等. 烟草C4H2基因的克隆与表达特性分析[J]. 轻工学报, 2022, 37(1): 68-78. doi: 10.12187/2022.01.010
引用本文: 刘晨, 王祯, 朱先约, 等. 烟草C4H2基因的克隆与表达特性分析[J]. 轻工学报, 2022, 37(1): 68-78. doi: 10.12187/2022.01.010
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LIU Chen, WANG Zhen, ZHU Xianyue, et al. Cloning and expression analysis of C4H2 gene from Nicotiana tabacum[J]. Journal of Light Industry, 2022, 37(1): 68-78. doi: 10.12187/2022.01.010
Citation: LIU Chen, WANG Zhen, ZHU Xianyue, et al. Cloning and expression analysis of C4H2 gene from Nicotiana tabacum[J]. Journal of Light Industry, 2022, 37(1): 68-78. doi: 10.12187/2022.01.010
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烟草C4H2基因的克隆与表达特性分析

  • 1. 甘肃烟草工业有限责任公司 技术研发中心, 甘肃 兰州 730050;

  • 2. 郑州轻工业大学 食品与生物工程学院, 河南 郑州 450001

    • 作者简介: 刘晨(1987-),男,山东省济南市人,甘肃烟草工业有限责任公司工程师,主要研究方向为烟草微生物学与分子生物学。E-mail:liuc11258@163.com;

  • 基金项目: 烟草总公司重点科技研发项目（中烟办[2020]66号）；中烟实业科技项目（ZYSY-2019-12）

  • 中图分类号: TS41+3

Cloning and expression analysis of C4H2 gene from Nicotiana tabacum

  • 1. Technology R & D Center, Gansu Tobacco Industry Co., Ltd., Lanzhou 730050, China;

  • 2. College of Food and Bioengineering, Zhengzhou University of Light Industry, Zhengzhou 450001, China

  • Received Date: 2021-06-03

    CLC number: TS41+3

  • 摘要: 以中烟202无菌幼苗为供试材料克隆出C4H2基因的CDS区，对该基因进行生物信息学分析，构建原核表达载体，在大肠杆菌中对重组质粒进行诱导表达及纯化分析，考查其在不同组织中的表达特性，以及叶片中黄酮含量变化趋势。结果表明：1） NtC4H2蛋白属于细胞色素P450超家族成员，有1个跨膜区，为不稳定亲水蛋白，二级结构中α螺旋和无规则卷曲占比较高；2）重组NtC4H2蛋白主要以不溶性包涵体的形式存在于表达细菌中；3）NtC4H2基因在烟草不同组织的表达水平为下部叶<茎<中部叶<根<上部叶，NtC4H2蛋白活性大小与基因表达量变化趋势相同，表明试验植株在不同生命阶段中的木质化进程会直接影响该基因在各个组织中的表达丰度；4）不同采样时间内上部叶中NtC4H2基因表达量有明显波动，48 h表达量达峰值，确定了该基因表达模式与叶中黄酮的积累呈正相关。
    Abstract: The tobacco 202 was used as experimental material in this study. CDS region of C4H2 gene was cloned from young leaves of tobacco. To investigate the variation trend of flavonoid content in leaves and the expression characteristics in different tissues, the gene was analyzed by the bioinformatics, the prokaryotic expression vector was constructed, and the recombinant plasmid was induced and purified in E. coli. The results showed that NtC4H2 gene was a member of cytochrome P450 superfamily. There was a transmembrane region, which was unstable hydrophilic protein, with high secondary structure of helix and irregular coil. The recombinant proteins NtC4H2 mainly existed as insoluble inclusion body protein in expressing bacteria. The expression levels of NtC4H2 gene expression in different tobacco tissues were lower leavesNtC4H2 gene in the upper leaves fluctuated significantly within the different sampling time, and reached the peak at 48h. The expression pattern was positively correlated with the accumulation of flavonoids in the leaves.
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  • 收稿日期:  2021-06-03
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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刘晨, 王祯, 朱先约, 等. 烟草C4H2基因的克隆与表达特性分析[J]. 轻工学报, 2022, 37(1): 68-78. doi: 10.12187/2022.01.010
引用本文: 刘晨, 王祯, 朱先约, 等. 烟草C4H2基因的克隆与表达特性分析[J]. 轻工学报, 2022, 37(1): 68-78. doi: 10.12187/2022.01.010
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LIU Chen, WANG Zhen, ZHU Xianyue, et al. Cloning and expression analysis of C4H2 gene from Nicotiana tabacum[J]. Journal of Light Industry, 2022, 37(1): 68-78. doi: 10.12187/2022.01.010
Citation: LIU Chen, WANG Zhen, ZHU Xianyue, et al. Cloning and expression analysis of C4H2 gene from Nicotiana tabacum[J]. Journal of Light Industry, 2022, 37(1): 68-78. doi: 10.12187/2022.01.010
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烟草C4H2基因的克隆与表达特性分析

    作者简介:刘晨(1987-),男,山东省济南市人,甘肃烟草工业有限责任公司工程师,主要研究方向为烟草微生物学与分子生物学。E-mail:liuc11258@163.com
  • 1. 甘肃烟草工业有限责任公司 技术研发中心, 甘肃 兰州 730050;
  • 2. 郑州轻工业大学 食品与生物工程学院, 河南 郑州 450001
  • 收稿日期: 2021-06-03
基金项目:  烟草总公司重点科技研发项目（中烟办[2020]66号）；中烟实业科技项目（ZYSY-2019-12）

摘要: 以中烟202无菌幼苗为供试材料克隆出C4H2基因的CDS区，对该基因进行生物信息学分析，构建原核表达载体，在大肠杆菌中对重组质粒进行诱导表达及纯化分析，考查其在不同组织中的表达特性，以及叶片中黄酮含量变化趋势。结果表明：1） NtC4H2蛋白属于细胞色素P450超家族成员，有1个跨膜区，为不稳定亲水蛋白，二级结构中α螺旋和无规则卷曲占比较高；2）重组NtC4H2蛋白主要以不溶性包涵体的形式存在于表达细菌中；3）NtC4H2基因在烟草不同组织的表达水平为下部叶<茎<中部叶<根<上部叶，NtC4H2蛋白活性大小与基因表达量变化趋势相同，表明试验植株在不同生命阶段中的木质化进程会直接影响该基因在各个组织中的表达丰度；4）不同采样时间内上部叶中NtC4H2基因表达量有明显波动，48 h表达量达峰值，确定了该基因表达模式与叶中黄酮的积累呈正相关。

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