长春花逆境胁迫下全基因组鉴定及表征反式异戊烯基焦磷酸合成酶家族的表达谱分析

为明确长春花（Catharanthus roseus）中反式异戊烯基焦磷酸合成酶（TIDS）家族在胁迫响应中的作用，研究人员结合计算与实验技术，分析其在冷、激素、伤害及酵母提取物胁迫下的表现，发现 8 个 TIDS 基因，其中 CrGPPS-01 显著上调，为 MIAs 合成调控提供新方向。

　　

长春花（Catharanthus roseus）因产生抗癌单萜吲哚生物碱（MIAs）长春新碱和长春碱而闻名。这些生物碱在复杂通路中经多步催化合成，反式异戊烯基焦磷酸合成酶（TIDS）家族是催化 MIA 合成初始步骤的重要酶系。然而，长春花中 TIDS 基因家族尚未被全面表征。本研究结合计算与实验技术，探究 TIDS 家族在冷、激素、伤害和酵母提取物胁迫条件下的作用。对鉴定基因的计算机分析包括基序和基因结构分析、顺式作用元件预测、系统发育、进化及表达分析。同源建模发现长春花基因组中各有 4 个香叶基焦磷酸合成酶（GPPS）和牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合成酶（GGPPS）同源物，共 8 个TIDS基因。此外，CrTIDS 蛋白聚为 4 个系统发育组。qRT-PCR 表达研究显示，CrGPPS-01 在 1 g/L 酵母提取物处理下表达最高（119 倍），其次是 72 h 冷胁迫（112 倍）。CrGPPS-01 的显著上调表明其参与调控胁迫条件下的 MIA 合成。本研究结果为 CrTIDS 基因家族提供了重要见解，并为优化长春花特有 MIAs 的生物合成调控节点迈出了新步伐。