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Position: Home > Articles > '西伯利亚'百合LiCMK基因克隆及功能分析 Biotechnology Bulletin 2023 (3) 196-205

'西伯利亚'百合LiCMK基因克隆及功能分析

作  者：
刘思佳;王浩楠;付宇辰;闫文欣;胡增辉;冷平生
单  位：
中国林业科学研究院生态保护与修复研究所;北京林木分子设计育种高精尖创新中心
关键词：
‘西伯利亚’百合;花香;LiCMK;基因克隆;表达分析;基因沉默;单萜化合物;调控
摘  要：
4-二磷酸胞苷-2-C-甲基赤藓糖激酶（CMK）是萜类花香合成甲基赤藓糖醇磷酸（MEP）途径的关键酶，为揭示其对百合花香的调控作用，从‘西伯利亚’百合（Lilium ‘Siberia’）中克隆LiCMK基因,进行生物信息学分析，利用亚细胞定位确定蛋白位置，采用荧光定量PCR技术检测基因时空表达模式，并运用病毒诱导基因沉默（VIGS）方法瞬时沉默LiCMK，验证其功能。结果显示，LiCMK全长1 200 bp，编码399个氨基酸，属于IspE家族，与油棕（Elaeis guineensis）中的CMK相似度最高。LiCMK的表达随花期呈现先上升后降低的规律，在盛花期的表达量达到峰值，在花器官中的表达量明显高于茎、叶中的表达量。LiCMK蛋白定位于叶绿体中。LiCMK在百合中瞬时沉默后，LiCMK表达水平下降了约84%，主要的单萜合成基因表达量明显下降，月桂烯合酶基因（MYS）、罗勒烯合酶基因（OCS）和芳樟醇合酶基因（LIS）分别降低了57%、59%和63%，主要的单萜类化合物月桂烯、罗勒烯和芳樟醇释放量显著下降。结果表明，LiCMK基因对‘西伯利亚’百合单萜化合物的合成与花香释放有重要作用，为后续深入研究百合单萜合成及其花香释放的调控机制奠定基础。

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