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分子植物育种
(
网络版
), 2012
年
,
第
10
卷
,
第
1414
-
1421
页
Fenzi Zhiwu Yuzhong (Online), 2012, Vol.10, 1414
-
1421
http://mpb.5th.sophiapublisher.com
1414
研究报告
Research Report
黄瓜
ζ
-
胡萝卜素脱氢酶基因克隆及表达分析
王柬人
,
李锡香
,
王海平
,
邱杨
,
宋江萍
,
张晓辉
,
沈镝
中国农业科学院蔬菜花卉研究所
,
农业部蔬菜作物基因资源与种质创制北京科学观测实验站
,
北京
, 100081
通讯作者
:
shendi@mail.caas.net.cn
作者
分子植物育种
, 2012
年
,
第
10
卷
,
第
57
篇
doi: 10.5376/mpb.cn.2012.10.0057
收稿日期：
2012
年
04
月
26
日
接受日期：
2012
年
05
月
08
日
发表日期：
2012
年
12
月
15
日
本文首次发表在《分子植物育种》
(2012
年第
10
卷第
5
期
520-527
页
)
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Creative Commons Attribution
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,
版权所有人允许并同意第三方无条件的使用与传播。
引用格式
(
中文
)
：
王柬人等
, 2012,
黄瓜
ζ
-胡萝卜素脱氢酶基因克隆及表达分析
,
分子植物育种
(online) Vol.10 No.57 pp.1414-1421 (doi: 10.5376/mpb.cn.2012. 10.0057)
引用格式
(
英文
)
：
Wang et al., 2012, Molecular Cloning and Expression Analysis of ζ
-
Carotene Desaturase Gene from
Cucumis sativus
L., Fenzi Zhiwu Yuzhong (online)
(Molecular Plant Breeding) Vol.10 No.57 pp. 1414-1421 (doi: 10.5376/mpb.cn.2012.10.0057)
摘
要
以西双版纳黄瓜为试材，从黄瓜果肉中克隆
ζ
-
胡萝卜素脱氢酶
(ZDS)
基因的
cDNA
序列，命名为
CsZds
。获得目的片
段长度为
1 805 bp
，该序列具有完整的开放阅读框，位于
31~1 761 bp
，编码
576
个氨基酸。序列比对分析结果显示，该蛋白在
氨基端变化十分明显，中部较为保守，存在一个特征序列。系统进化分析表明，推测的
CsZDS
蛋白与南瓜中
ZDS
蛋白同源性
最高，达到
91.84%
。利用实时荧光定量
PCR
技术分析结果显示，随着果实成熟期的延长，西双版纳黄瓜
CsZds
基因的表达
量呈明显上升的趋势，在转色期达到最大。在果实发育过程中，西双版纳黄瓜
CsZds
基因的表达量高于普通黄瓜。
关键词
西双版纳黄瓜
; ζ
-
胡萝卜素脱氢酶
;
基因克隆
;
表达
Molecular Cloning and Expression Analysis of ζ
-
Carotene Desaturase Gene
from
Cucumis sativus
L.
Wang Jianren , Li Xixiang , Wang Haiping , Qiu Yang , Song Jiangping , Zhang Xiaohui , Shen Di
Institute of Vegetables and Flowers, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing Research Station of Vegetable Crop Gene Resource and Germplasm
Enhancement, Ministry of Agriculture, Beijing, 100081, P.R. China
Corresponding author, shendi@mail.caas.net.cn;
Authors
Abstract
A 1 805 bp target cDNA of ζ
-
Carotene desaturase (ZDS) was amplified and cloned from the fruit flesh of
Cucumis
sativus
L. var.
xishuangbannanesis
, and it was named as
CsZds
. The sequence had a full open reading frame located from 31 bp to 1 761
bp encoding for 576 amino acids. Sequence comparison analysis showed that ZDS protein presented clear variation at N-terminus,
but it was highly conserved in the mid-section with one characteristic sequence. Phylogenetic analysis revealed that deuced CsZDS
protein was closest to ZDS protein in pumpkin, with 91.84% similarity. Real-time PCR analysis indicated that with the expression of
fruit development period, the expression level of
CsZds
gene in
xishuangbannanesis
showed significant increase, and reached the
highest in color change stage. During the development of fruit maturation, the expression level of
CsZds
gene in
Cucumis sativus
L.
var.
xishuangbannanesis
was higher than that in common cucumber (
C. sativus
L.).
Keywords
Cucumis sativus
L. var.
xishuangbannanesis
; ζ
-
Carotene desaturase; Gene cloning; Expression
研究背景
西双版纳黄瓜是我国特有的黄瓜变种资源，其
果实形状为长圆形和近圆形，单果重一般
2~3 kg
，老
瓜果肉和胎座均为橙色，胎座颜色最深，果实颜色由
内向外逐渐变浅，与甜瓜相近
(
戚春章等
, 1983)
。分析
表明，
18
份西双版纳黄瓜老瓜的平均
β
-胡萝卜素含
量为
106.58 mg/kg DW
，是普通栽培黄瓜的近百倍，
β
-胡萝卜素的大量积累是果肉色形成的主要原因
(
沈镝
, 2009)
。
类胡萝卜素是植物中的重要色素，具有广泛的
生物学功能。植物体中，类胡萝卜素代谢可促进激素
ABA
的生物合成，增强植物的多种抗逆反应
(Fang et
al., 2008; Schwartz et al., 2003)
；
β
-胡萝卜素是维生
素
A
的前体物质，维生素
A
的缺乏会导致人的皮肤
变厚、干燥、发生皱纹，增加患癌症、心脏病、眼疾
等多种疾病的危险
(Grune et al., 2010)
。天然类胡萝
卜素对于人体健康起着重要作用，能够猝灭自由
基，延缓衰老，增强抵抗力，有防癌抗癌的功效