咖啡S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因CaSAMS3的克隆及表达模式分析OA
Molecular Cloning and Expression Pattern Analysis of S-adenosylme-thionine Synthase Gene CaSAMS3 in Coffee
S-腺苷甲硫氨酸合成酶(S-adenosylmethionine synthase,SAMS)是催化S-腺苷甲硫氨酸(S-adenosylmethionine,SAM)合成的关键酶,广泛参与植物的表观遗传调控、氧化胁迫及生长发育等多项生物学过程.本研究克隆咖啡CaSAMS3基因的全长cDNA序列,对其编码蛋白进行理化性质、蛋白结构、保守结构域和进化特征分析,通过顺式作用元件分析和蛋白互作网络预测,探讨CaSAMS3参与的代谢过程,并结合 qRT-PCR 与亚细胞定位分析其表达模式.结果表明:CaSAMS3的开放阅读框长 1173 bp,编码一个亲水性蛋白(分子量为 42.57 kDa,等电点为 6.07),其二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主,定位于细胞膜和细胞核;该蛋白具有典型SAMS保守结构域,与猕猴桃SAMS同源性最高;其启动子涉及光、激素、胁迫及生长发育相关响应元件,包含 MYB 和 MYC 结合位点;CaSAMS3存在组织特异性表达,且在发育阶段的表达趋势与咖啡因积累一致.本研究结果为解析CaSAMS3在咖啡因合成调控中的生物学功能提供重要理论依据,也为咖啡品质与抗性改良提供潜在靶点.
S-adenosylmethionine synthase(SAMS)is a key enzyme catalyzing the synthesis of S-adenosylmethionine(SAM,S-adenosylmethionine),widely involved in various biological processes in plants,such as epigenetic regulation,oxidative stress,and growth and development.In this study,the full-length cDNA sequence of CaSAMS3 was successfully cloned from coffee,and the physicochemical properties,protein structure,conserved domains,and evolutionary characteristics of the en-coded CaSAMS3 protein were analyzed.Through cis-acting element analysis and protein interaction network prediction,and the metabolic processes involving CaSAMS3 were explored,and its expression pattern was analyzed in combination with qPCR and subcellular localization studies.The results showed that the open reading frame length of CaSAMS3 was 1173 bp,encoding a hydrophilic protein(molecular weight 42.57 kDa,theoretical isoelectric point 6.07),with a secondary structure mainly composed of α-helices and irregular curls,and located on cell membrane and nucleus.The protein contained a typical SAMS conserved domain and had the highest homology with SAMS in kiwifruit.Its promoter contained response elements related to light,hormones,stress,and growth and development,including MYB and MYC binding sites.CaSAMS3 exhibited tissue-specific expression,and its expression trend during developmental stages was consistent with accumulation pattern of caffeine.This study would provide an important theoretical basis for elucidating the biological function of CaSAMS3 in the regulation of caffeine synthesis,and provides a potential target for improving coffee quality and resistance.
王曦奥;王晓阳;SANCHEZWilliam Solano;闫林;廖振阳;安娜;胡丽松;黄丽芳;赵新传;熊文艳;庞永青;王韫镭
中国热带农业科学院香料饮料研究所,海南万宁 571533||咖啡海南省工程研究中心,海南万宁 571533||热带香料饮料国际联合研究中心,海南万宁 571533||农业部香辛饮料作物遗传资源利用重点实验室,海南万宁 571533||海南省热带香辛饮料作物遗传改良与品质调控重点实验室,海南万宁 571533中国热带农业科学院香料饮料研究所,海南万宁 571533||咖啡海南省工程研究中心,海南万宁 571533||热带香料饮料国际联合研究中心,海南万宁 571533||农业部香辛饮料作物遗传资源利用重点实验室,海南万宁 571533||海南省热带香辛饮料作物遗传改良与品质调控重点实验室,海南万宁 571533热带香料饮料国际联合研究中心,海南万宁 571533||热带农业研究与高等教育中心,哥斯达黎加图里亚尔巴 30501中国热带农业科学院香料饮料研究所,海南万宁 571533||咖啡海南省工程研究中心,海南万宁 571533||热带香料饮料国际联合研究中心,海南万宁 571533||农业部香辛饮料作物遗传资源利用重点实验室,海南万宁 571533||海南省热带香辛饮料作物遗传改良与品质调控重点实验室,海南万宁 571533中国热带农业科学院香料饮料研究所,海南万宁 571533||咖啡海南省工程研究中心,海南万宁 571533||热带香料饮料国际联合研究中心,海南万宁 571533||农业部香辛饮料作物遗传资源利用重点实验室,海南万宁 571533||海南省热带香辛饮料作物遗传改良与品质调控重点实验室,海南万宁 571533||热带作物生物育种全国重点实验室,海南 三亚 572024中国热带农业科学院香料饮料研究所,海南万宁 571533||咖啡海南省工程研究中心,海南万宁 571533||热带香料饮料国际联合研究中心,海南万宁 571533||农业部香辛饮料作物遗传资源利用重点实验室,海南万宁 571533||海南省热带香辛饮料作物遗传改良与品质调控重点实验室,海南万宁 571533中国热带农业科学院香料饮料研究所,海南万宁 571533||咖啡海南省工程研究中心,海南万宁 571533||热带香料饮料国际联合研究中心,海南万宁 571533||农业部香辛饮料作物遗传资源利用重点实验室,海南万宁 571533||海南省热带香辛饮料作物遗传改良与品质调控重点实验室,海南万宁 571533||热带作物生物育种全国重点实验室,海南 三亚 572024中国热带农业科学院香料饮料研究所,海南万宁 571533||咖啡海南省工程研究中心,海南万宁 571533||热带香料饮料国际联合研究中心,海南万宁 571533||农业部香辛饮料作物遗传资源利用重点实验室,海南万宁 571533||海南省热带香辛饮料作物遗传改良与品质调控重点实验室,海南万宁 571533云南农业大学热带作物学院,云南 普洱 665000中国热带农业科学院香料饮料研究所,海南万宁 571533||咖啡海南省工程研究中心,海南万宁 571533||热带香料饮料国际联合研究中心,海南万宁 571533||农业部香辛饮料作物遗传资源利用重点实验室,海南万宁 571533||海南省热带香辛饮料作物遗传改良与品质调控重点实验室,海南万宁 571533中国热带农业科学院香料饮料研究所,海南万宁 571533||咖啡海南省工程研究中心,海南万宁 571533||热带香料饮料国际联合研究中心,海南万宁 571533||农业部香辛饮料作物遗传资源利用重点实验室,海南万宁 571533||海南省热带香辛饮料作物遗传改良与品质调控重点实验室,海南万宁 571533中国热带农业科学院香料饮料研究所,海南万宁 571533||农业部香辛饮料作物遗传资源利用重点实验室,海南万宁 571533||海南省热带香辛饮料作物遗传改良与品质调控重点实验室,海南万宁 571533
农业科技
咖啡咖啡因S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因克隆表达模式
coffeecaffeineS-adenosylmethionine synthasegene cloningexpression pattern
《热带作物学报》 2026 (2)
302-312,11
国家现代农业产业技术体系项目(No.CARS-11)海南省自然科学基金青年基金项目(No.324QN309).
评论