全 文 ：中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 42 卷 第 12 期 2011 年 12 月

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• 药材与资源 •
罗汉果法呢基焦磷酸合成酶基因的克隆及其序列分析
蒙姣荣 1，陈本勇 1，黎起秦 2，李 惠 3，陈保善 1 *
1. 广西大学 亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室，微生物与植物遗传工程教育部重点实验室，广西 南宁 530004
2. 广西大学农学院，广西 南宁 530004
3. 中山大学生命科学学院，广东 广州 510006
摘 要：目的 对罗汉果甜苷 V 生物合成途径的关键酶法呢基焦磷酸合成酶（Farnesyl pyrophosphate synthase，FPPS）基
因的全长 cDNA 序列进行克隆，为研究罗汉果甜苷 V 生物合成与基因调控奠定基础。方法 根据植物 FPPS 基因保守功
能域设计简并引物，通过 PCR 和 RACE 方法克隆罗汉果 FPPS 基因的全长 cDNA。结果 获得罗汉果 FPPS（SgFPPS）基
因的全长 cDNA 序列共 1 354 个核苷酸，包含一个 1 026 核苷酸的开放阅读框架（open reading frame, ORF），cDNA 编码
的蛋白包含 342 个氨基酸，推断蛋白质相对分子质量为 3.92×104。NCBI Blastx 结果显示，SgFPPS 基因编码的蛋白与苹
果树来源 FPPS 具有最高同源性，氨基酸一致度达 85.1%。SgFPPS 具有异戊烯基转移酶的 5 个典型保守功能域。进化树
分析结果显示，SgFPPS 基因与苹果树的 FPPS 具有较近的亲缘关系。结论 首次克隆 SgFPPS 基因的全长 cDNA 序列，
为分析 SgFPPS 基因表达特性及其在罗汉果甜苷 V 生物合成中的功能奠定基础。
关键词：法呢基焦磷酸合成酶；罗汉果甜苷 V；生物合成；基因克隆；序列分析
中图分类号：R282.12 文献标志码：A 文章编号：0253 - 2670(2011)12 - 2512 - 06
Cloning and sequence analysis of Farnesyl pyrophosphate synthase gene
in Siraitia grosvenorii
MENG Jiao-rong1, CHEN Ben-yong1, LI Qi-qin2, LI Hui3, CHEN Bao-shan1
1. State Key Laboratory for Conservation and Utilization of Subtropical Agro-bioresources and the Key Laboratory of Microbial
and Plant Genetic Engineering of the Ministry of Education, Guangxi University, Nanning 530004, China
2. College of Agriculture, Guangxi University, Nanning 530004, China
3. School of Life Sciences, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510006, China
Abstract: Objective To clone the full length cDNA encoding Farnesyl pyrophosphate synthase (FPPS) gene associated with
mogroside V biosynthesis pathway in Siraitia grosvenorii and to provide basis for further studies on biosynthesis and gene regulation of
mogroside V. Methods Degenerate primers were designed based on the conserved functional domains found in FPPS. A full-length
cDNA of S. grosvenorii FPPS (designated as SgFPPS gene) was cloned by the polymerase chain reaction (PCR) and rapid
amplification of cDNA ends (RACE). Results The full length cDNA of SgFPPS composed of 1 354 nucleotides was obtained. The
open reading frame (ORF) of SgFPPS is 1 026 bp in length, corresponding to a predicted polypeptide of 342 amino acid residues with a
molecular mass of 3.92 × 104. The deduced SgFPPS amino acid sequence exhibited 85.1% identity to the FPPSs of Malus x domestica.
The predicted SgFPPS shared five conserved functional domains involved in the typical prenyltransferase with the FPPSs of varied
species. Phylogenetic analysis on the amino acid sequence of SgFPPS with those of other plants showed that SgFPPS was closely related
to M. x domestica. Conclusion The full length cDNA of SgFPPS is cloned and reported for the first time. This work lays a foundation
for studying the gene expression pattern and regulatory functions of SgFPPS in mogroside V biosynthesis.
Key words: Farnesyl pyrophosphate synthase (FPPS); mogroside V; biosynthesis; gene cloning; sequence analysis
萜类化合物是植物初生代谢产物和次生代谢产
物的重要成分，影响植物生长发育和品质形成，同
时萜类化合物在植物自身免疫和防御反应中起重要
作用，具有重要的药用价值。罗汉果、青蒿和人参

收稿日期：2011-06-13
基金项目：广西自然科学基金资助项目（桂科自 0832045）；广西创新能力建设项目（桂科能 05112001-1B，桂科能 05112001-1）
作者简介：蒙姣荣（1971—），女，广西忻城人，博士，副教授，从事植物病理学和罗汉果功能基因组学等方面的研究。
Tel: (0771)3235266 E-mail: mengjiaorong@163.com.cn
*通讯作者 陈保善 Tel: (0771)3239566 E-mail: chenyaoj@gxu.edu.cn
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等中药的主要活性成分即为萜类化合物。法呢基焦
磷酸合成酶（Farnesyl pyrophosphate synthase，FPPS）
是植物萜类合成过程中一个关键酶[1]。目前已经从
三七、薄荷、青蒿、积雪草等 40 多种植物中分离并
克隆了 FPPS 的 cDNA 序列[2-3]。不同来源的 FPPS
合成酶基因具有较高的同源性，其中 2 个富含天冬
氨酸的酶活性中心有很高的保守性[4]。了解 FPPS
的特性是探明植物萜类化合物合成机制的重要环节
之一。
罗汉果 Siraitia grosvenorii (Swingle) C. Jeffrey
ex A. M. Lu et Z. Y. Zhang 是我国传统保健药材，具
有清肺止咳、润肠通便等功效，作为一种保健食品
和甜味剂已长期使用，近期研究表明罗汉果还具有
抗癌和治疗糖尿病的作用 [5-7]。罗汉果甜苷 V
（mogroside V）是罗汉果主要有效成分之一，具有
广泛的生物活性，并且安全、质好、无异味、甜度
高，是鉴定罗汉果品质的一个重要指标。目前，对
罗汉果的研究主要集中在罗汉果甜苷的提取分离、
精确组分的测定及其药理活性方面[6,8-9]，对罗汉果
甜苷 V 生物合成的分子机制的研究尚未见报道。罗
汉果甜苷 V 是一种葫芦烷四环三萜类化合物[10]，推
测 FPPS 在其生物合成过程中具有重要的作用。本
研究克隆罗汉果法呢基焦磷酸合成酶基因
（SgFPPS），为分析 FPPS 基因表达与罗汉果甜苷 V
合成关系，阐明罗汉果甜苷生物合成的分子机制，
最终利用基因工程方法提高罗汉果甜苷 V 的量，为
品质育种提供理论基础和科学依据。
1 材料与方法
1.1 材料
罗汉果 B5 品种由广西大学农学院植病研究室
林纬提供。3’RACE（rapid amplification of cDNA
ends ）试剂盒、 T4 DNA 连接酶和 T 载体
（pGEM-T-easy vector）购自 Promaga 公司。5’RACE
试剂盒（SMARTTM RACE cDNA Amplification Kit）
购自 BD Biosciences Clontech 公司。Eco RI 限制性
内切酶购自 TaKaRa 公司；质粒提取试剂盒和胶回
收试剂盒购自上海开瑞公司。DNA 寡核苷酸引物由
上海生工生物工程有限公司合成，其他试剂均为国
产分析纯。
1.2 方法
1.2.1 核酸的提取 罗汉果 B5 品种组培苗种植在
25～30 ℃、日照 12～14 h 的条件下，按常规方法
进行管理，采集 6 叶期叶片组织，参照 Sambrook
等[11]的方法用异硫氰酸胍法提取总 RNA。
1.2.2 PCR 引物设计 根据青蒿、积雪草、拟南
芥、水稻、银杏、啤酒花、银胶菊橡树、三齿艾
草等植物的 FPPS 基因富含天冬氨酸的酶活性中
心 保 守 序 列 设 计 了 简 并 引 物 ， SgFPPS-F
（5’-GGYTGGTGY ATTGAATGG-3’）和 SgFPPS-R
（5’-TAAAAYGARTARTARGCHGTYTT-3’）（Y 为
C/T，R 为 A/G，H 为 A、C 或 G）。以罗汉果总 RNA
为模板，用 3’RACE 试剂盒接头引物（adapter
primer（AP），5’-GCCACGCGTCGA CTAGTACT
(T)16 3’）合成 cDNA，用上述简并引物通过 PCR
获得 SgFPPS 基因部分序列。根据基因部分序
列合成引物 SgFPPS-1F（5’-TATGGATAACTCCGT-
CAC ACGAC-3’）、SgFPPS3F（5’-CAACCCTGTTG-
GTTTAGGTGC-3’）、SgFPPS2R（5’-TCGCCGATGA-
ATTGACAACGCG-3’）和 SgFPPS-4R（5’-AAGC-
AGATCCACGTAATATG GCTT-3’），分别进行 3’
RACE 和 5’RACE 扩增。
1.2.3 3’RACE 和 5’RACE PCR 扩增 用 3’RACE
试剂盒合成 SgFPPS 基因 3’端的 cDNA。以获得的
第 1 链 cDNA 为模板，第 1 条正向引物 SgFPPS-1F
与 AUAP（5’-GGCCACGCGTCGACTAGTAC-3’）
为引物进行第 1 次 PCR，再以第 1 次 PCR 产物为
模板，以第 2 条正向引物 SgFPPS-3F 和 AUAP 为引
物进行第 2 次 PCR，扩增特异性条带。
利用5’RACE试剂盒合成各基因的5’端 cDNA。
以获得的反应物为模板，第 1 条反向引物
SgFPPS-2R 和 UPM（5’-CTAATACGACTCACTA-
TAGGGCAAGCAGTGGTATCAACGCAGAGT-3’）
为引物，进行第 1 次 PCR，第 2 条反向引物
SgFPPS-4R 和 NUP（5’-AAGCAGTGGTATCAAC-
GCAGAGT-3’）为引物，第 1 次 PCR 产物（稀释
100 倍）为模板进行第 2 次 PCR。
1.2.4 PCR 产物的克隆与重组质粒的鉴定 PCR
产物纯化后，与 pGEM-T 载体载体连接，按说明书
进行操作。将连接产物转化大肠杆菌菌株 DH5α。
在 X-gal/IPTG/Amp 琼脂平板（LBA）挑取白色菌
落培养。用碱裂解法提取质粒，用 Eco RI 酶切鉴定
筛选阳性克隆。
1.2.5 序列测定与分析 选取含有外源片段的阳性
克隆由上海生工生物工程有限公司测序。序列测定
结果采用 Blastx 程序进行同源性搜索，利用 Vector
NT I（9.0）软件进行 DNA 序列拼接、核酸、等电
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点的计算和推导的氨基酸序列的同源性分析等。用
MEGA 4.0 软件进行分子系统进化关系。用于序列
同源性和系统进化树分析的其他物种来源 FPPS 的
信息见表 1。
表 1 用于进化分析的 FPPS 序列信息
Table 1 Information of FPPS used for evolution analysis
序号 种 名 科 名 GI 号 GenBank 登录号
1 楤木 Aralia elata 五加科 300431229 ADK12004.1
2 人参 Panax ginseng 五加科 68165941 AAY87903.1
3 三七 P. notoginseng 五加科 66735446 AAY53905.1
4 拟南芥 Arabidopsis thaliana 十字花科 15236002 NP_193452.1
5 拟南芥 A. thaliana 十字花科 1146159 AAB07264.1
6 蜡梅 Chimonanthus praecox 蜡梅科 212960746 ACJ38671.1
7 啤酒花 Humulus lupulus 大麻科 13537421 BAB40665.1
8 三齿蒿亚种大鼠尾草 Artemisia tridentata ssp. spiciformis 菊科 32329199 AAP74720.1
9 三齿蒿亚种大鼠尾草 A. tridentata ssp. Spiciformis 菊科 32329197 AAP74719.1
10 青蒿 A. annua 菊科 1022770 AAC49452.1
11 向日葵 Helianthus annuus 菊科 3002542 AAC78557.1
12 母菊 Matricaria chamomilla var. recutita 菊科 151415019 ABS11699.1
13 银胶菊 Parthenium argentatum 菊科 1532052 CAA57893.1
14 杜仲 Eucommia ulmoides 杜仲科 14422406 BAB60822.1
15 杜仲 E. ulmoides 杜仲科 15289750 BAB16687.2
16 大戟 Euphorbia pekinensis 大戟科 224808192 ACN63187.1
17 橡胶树 Hevea brasiliensis 大戟科 22676905 AAM98379.1
18 白羽扇豆 Lupinus albus 豆科 1346029 P49352.1
19 白羽扇豆 L. albus 豆科 1346028 P49351.1
20 紫花苜蓿 Medicago sativa 豆科 285013665 ADC32809.1
21 甘草 Glycyrrhiza uralensis 豆科 291585672 ADE18770.1
22 黄龙胆 Gentiana lutea 龙胆科 6681694 BAA88844.1
23 银杏 Ginkgo biloba 银杏科 38684029 AAR27053.1
24 青钱柳 Cyclocarya paliurus 胡桃科 267847005 ACY80695.1
25 薄荷 Mentha x piperita 唇形科 14488053 AAK63847.1
26 丹参 Salvia miltiorrhiza 唇形科 157072593 ABV08819.1
27 乐昌含笑 Michelia chapensis 木兰科 241994864 ACS74708.1
28 水稻 Oryza sativa Japonica Group 禾本科 115465209 NP_001056204.1
29 水稻 O. sativa Japonica Group 禾本科 115439441 NP_001044000.1
30 玉米 Zea mays 禾本科 195624442 ACG34051.1
31 玉米 Z. mays 禾本科 162462162 NP_001105039.1
32 苹果 Malus x domestica 蔷薇科 20135548 AAM08927.1
33 四季橘 Citrofortunella mitis 芸香科 14573639 AAK68152.1
34 毛果杨 Populus trichocarpa 杨柳科 224089549 XP_002308751.1
35 辣椒 Capsicum annuum 茄科 1491641 CAA59170.1
36 番茄 Lycopersicon esculentum 茄科 2935459 AAC73051.1
37 小果沉香 Aquilaria microcarpa 瑞香科 296939580 ADH95185.1
38 积雪草 Centella asiatica 伞形科 55710092 AAV58896.1
39 葡萄 Vitis vinifera 葡萄科 225462001 XP_002272641.1
40 红原鸡 Gallus gallus 雉科 3915686 P08836
41 人类 Homo sapiens 人科 4503685 NP_001995
42 啤酒酵母 Saccharomyces cerevisiae 酵母科 6322294 NP_012368
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2 结果与分析
2.1 SgFPPS 基因全长 cDNA 克隆与序列分析
以罗汉果总 RNA 为模板，用引物 AP 合成第一
链 cDNA，利用简并引物 SgFPPS-F 和 SgFPPS-R 通
过 PCR 扩增获得约 350 bp 的特异性片段（图
1-A），连接 pGEM-T 载体后进行序列测定，测序
结果表明该片段序列与青蒿、积雪草、亚洲棉、
拟南芥等植物的 FPPS 基因具有较高的同源性，
认为是 SgFPPS 基因的部分序列。进一步利用所
获得的序列设计引物，进行 3’RACE 和 5’RACE。
扩增用 3’RACE 方法获得一条约 750 bp 的特异性
带（图 1-B），用 5’RACE 方法获得一条约 600 bp
的特异性带（图 1-C）。将上述产物分别克隆到 T
载体并进行序列测定。结果表明，3’端 PCR 产物
大小为 867 bp [poly（A）除外]，5’端 PCR 产物大
小为 616 bp，二者有 128 个核苷酸的重叠区，拼
接后获得完整的 SgFPPS 基因全长 cDNA 序列，
共有 1 355 个核苷酸 [poly（A）除外]（图 2）。
用 Vector NTI 软件分析表明，SgFPPS 全长 cDNA
包含一个 1 026 核苷酸的的开放阅读框架（open
reading frame, ORF），5’非编码区有 175个核苷酸，
3’非编码区有 154 个核苷酸。该 cDNA 编码的蛋
白包含 342 个氨基酸，等电点为 5.15，相对分子
质量为 3.92×104（图 2）。

M1-pUC mix 8 DNA Marker M2-Generuler 1 kb DNA ladder
M3-Gene ruler 100 bp DNA ladder
1-PCR 产物 2-3’RACE 产物 3-5’RACE PCR 产物
1-PCR products 2-3’RACE products 3-5’RACE products
图 1 SgFPPS 基因 RT-PCR、RACE 产物的电泳分析
Fig. 1 Electrophoretic analyses of RT-PCR
and RACE products of SgFPPS gene

*-终止密码子的位置，第 1 次 PCR 引物用下划线标注
*-position of termination codon, first designed primers for PCR are underlined
图 2 SgFPPS 基因全长 cDNA 序列及推测的氨基酸序列
Fig. 2 Full length cDNA and deduced amino acid sequences of SgFPPS
2.2 SgFPPS 与其他物种 FPPS 基因同源性比较与
进化分析
Blastx 在线搜索显示，SgFPPS 与来源高等绿色
植物 FPPS 的同源性较高，其中与苹果树（M. x
domestica，AAM08927.1) 的 FPPS 同源性最高，一
致性为 85.1%，相似性为 92.1%。将 SgFPPS 基因推
测的氨基酸序列在 NCBI 数据库（http：// www.nc-
bi.nlm.nit.gov）上进行蛋白质功能域保守序列数据
库（conserved domain database，CDD）搜索，发现
SgFPPS 蛋白具有典型的异戊烯基转移酶保守功能
1 acgcggggaaattcaggagaagagagagagagagagagagagagttgaatgtccgagaaaacgaaccggaggccccaactgtttttcaacgttgaattg
100 tgaagcgaagagagatcgcatcagtgttgattctgttcggtttttcgtttctgcgctctcgcattattccttgtccatggcggatctcaggtcaacctt
M A D L R S T F
199 cctcaaggtctactcggttctgaaagaagagcttctccaggaccctgccttcgagtttactgacgcttctcgccaatggatcgaacggatgctggacta
L K V Y S V L K E E L L Q D P A F E F T D A S R Q W I E R M L D Y
298 caatgtgcctggaggaaagcttaaccgagggctctccgtaattgatagctacagattgttgaaagaagggaaggaattgacggaagatgaaatctttct
N V P G G K L N R G L S V I D S Y R L L K E G K E L T E D E I F L
397 tgccagtgttcttggatggtgtattgaatggctccaggcatattttcttgttcttgatgatattatggataactccgtcacacgacgcggtcaaccctg
A S V L G W C I E W L Q A Y F L V L D D I M D N S V T R R G Q P C
496 ttggtttagagtgcccaaggttgggatgattgcagtaaatgatggagttctacttcgaaatcatattcctagaattctcaagaatcacttcaaggggaa
W F R V P K V G M I A V N D G V L L R N H I P R I L K N H F K G K
595 gccatattacgtggatctgcttgatttgtttaacgaggtcgagtttcaaacagcatcaggacaaatgatagatttgataaccactattgaaggagaaaa
P Y Y V D L L D L F N E V E F Q T A S G Q M I D L I T T I E G E K
694 agatctttccaaatacgcgttgtcaattcatcggcgaattgtacagtacaagactgcctattattcattttaccttccagtcgcatgtgcactagttat
D L S K Y A L S I H R R I V Q Y K T A Y Y S F Y L P V A C A L V I
793 atcaggtgaagatcttgacaaacatactgtggttaaggacattcttgtccagatgggtgtctatttccaagttcaggatgactacctagattgttttgg
S G E D L D K H T V V K D I L V Q M G V Y F Q V Q D D Y L D C F G
892 cgatcctgaaaccatcggaaaggtgggaacagacattgaagatttcaaatgttcttggttggttgtgaaggctttggaactttgcaacgaggaacagaa
D P E T I G K V G T D I E D F K C S W L V V K A L E L C N E E Q N
991 taaattattacatgaggcttatgggaaaccagacccagaaaatgttgccaaagtaaaggccctctacaaggagcttgatcttcagggtgtatttgcgaa
K L L H E A Y G K P D P E N V A K V K A L Y K E L D L Q G V F A K
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Y E S Q S Y A K L N A S I E A H P S K S I Q A V L K S F L G K I Y
1 189 caagcgccagaagtgagctacccctactcttctgccccccctgcctttggcttcagcattcttaattagcttggattgtaaacagatcttcttgctagct
K R Q K *
1 288 tctggtttacaattttttgtctctgaataagtttccacgacctttatttataaccattttgaattggaaaaaaaaaaaaaaaa
408
350
100
750
700
600
M1 1 M2 2 M3 3
408 bp
350 bp
100 bp
750 bp
100 bp
750 bp
A B C
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域，包含 5 个保守区域，其中富含天冬氨酸的酶活
性中心分别位于 94～98 位氨基酸（DDIMD）和
231～235 位氨基酸（DDYLD）（图 3）。利用 MEGA
4.0软件将获得的 SgFPPS基因推导的氨基酸序列与
39 种植物 FPPS 基因家族的氨基酸序列进行多重比
对并构建进化树，发现 SgFPPS 与苹果树 FPPS 的亲
缘关系最近（图 4）。
3 讨论
FPPS 是植物萜类合成过程中的一个关键酶，其
活性与量的高低决定后续产物量的高低。随着植物
萜类合成途径中相关酶的分离鉴定，利用酶表达改
变萜类物质组成或量已成为改变作物及中药品质的
一种新手段[12]。已有研究尝试通过过量表达内源或
异源 FPPS 基因来提高中药活性成分的量或作物品


相同和保守的氨基酸残基分别用黑色和灰色背景标记，5 个保守功能域用下划线标注，
FARM 为第 1 个富含天冬氨酸功能域，SARM 为第 2 个富含天冬氨酸功能域
Identical and conservative amino acid residues are marked with black and gray backgrounds, respectively.
Consensus sequences shown below 5 highly conserved sequence domains. FARM-first Asp-rich motif; SARM-second Asp-rich motif
图 3 SgFPPS 的推测氨基酸序列及其与其他物种 FPPS 的同源性比较
Fig. 3 Homology comparison of deduced amino acid sequence of SgFPPS with FPPS sequences from other species
1 8510 20 30 40 50 60 70(1)
---------------------------------------------------------------------------MADLRSTFLKSgFPPS (1)
---------------------------------------------------------------------------MADLKSKFLKMdFPPS (1)
---------------------------------------------------------------------------MADLKSTFLNGuFPPS (1)
---------------------------------------------------------------------------MADLKSTFLKHbFPPS (1)
--------------------------------------------------------------------------METDLKSTFLNAtFPPS-1 (1)
--------------------------------------------------------------MAAANGSACGGGGVDKEKEEFKQOsFPPS-2 (1)
---------------------------MQFPSLRKLHSIFRVEALYYGIGLSGRESTSKEFRSLHPGFAAMESNCNANTRSKFLEGbFPPS (1)
-----------------------------------------------------------------------MASEKEIRRERFLNScFPPS (1)
--------------------------------------------MHKFTGVNAKFQQP--------ALRNLSPVVVEREREEFVGGgFPPS (1)
MPLSRWLRSVGVFLLPAPYWAPRERWLGSLRRPSLVHGYPVLAWHSARCWCQAWTEEPRALCSSLRMNGDQNSDVYAQEKQDFVQHsFPPS (1)
ADLKS FLConsensus (1)
341 423350 360 370 380 390 400 410(341)
KALELCNEEQNKLLHEAYGKPDPENVAKVKALYKELDLQGVFAKYESQSYAKLNASIEAHPSKS--IQAVLKSFLGKIYKRQKSgFPPS(262)
KALELCNEEQKKVLHENYGKPDPENVATVKALYKELDIEGVFADYESKSYKKLTSWIEGHPSKA--VQSVLKSFLGKIYKRQKMdFPPS(262)
KALELCNEEQKKVLYEHYGKPDPTNVAKVKALYNELNLQGVFAEYESASYEKLVTSIEAHPSKA--VQSVLKSFLAKIYKRQKGuFPPS(262)
KALELCNEEQRKVLYEHYGKADPASVAKVKVLYNELKLQGVFTEYENESYKKLVTSIEAHPSKP--VQAVLKSFLAKIYKRQKHbFPPS(262)
KALERCSEEQTKILYENYGKPDPSNVAKVKDLYKELDLEGVFMEYESKSYEKLTGAIEGHQSKA--IQAVLKSFLAKIYKRQKAtFPPS-1(263)
QALERADESQKSVLFENYGKKDPACVAKVKSLYRELNLEAVFLDYENESYKKLIADIEAQPSIA--VQNVLKSFLHKIYKRQKOsFPPS-2(275)
QALERANESQRKQLYDNYGKADPSCVAAVKAIYRDLGIQDIFLEYERSSHKELISSIEAQENES--VQLVLKSFLGKIYKRQKGbFPPS(310)
KALELASAEQRKTLDENYGKKDSVAEAKCKKIFNDLKIEQLYHEYEESIAKDLKAKISQVDESRGFKADVLTAFLNKVYKRSKScFPPS(270)
QCLQRVTPEQRQLLEDNYGRKEPEKVAKVKELYEAVGMRAAFQQYEESSYRRLQELIEKHSNRLP--KEIFLGLAQKIYKRQKGgFPPS(287)
QCLQRATPEQYQILKENYGQKEAEKVARVKALYEELDLPAVFLQYEEDSYSHIMALIEQYAAPLP--PAVFLGLARKIYKRRKHsFPPS(339)
KALE CNEEQ K L ENYGK DP VAKVKALY EL L GVF EYE SYKKL IEAHPSK VQ VLKSFL KIYKRQKConsensus(341)
86 170100 110 120 130 140 150 160(86)
VYSVLKEEL-LQDPAFEFTDASRQWIERMLDYNVPGGKLNRGLSVIDSYRLLKE--GKELTEDEIFLASVLGWCIEWLQAYFLVLSgFPPS (11)
VYSVLKSEL-LEDPAFDFTNDSRQWVERMLDYNVPGGKLNRGLSVIDSYQLLQQ--GRELTEDEIFLASALGWCIEWLQAFFLVLMdFPPS (11)
VYSVLKSEL-LHDPAFEWSDDSRQWADRMLDYNVPGGKLNRGLSVIDSYRLLKE--GQALNDDELFLASALGWCIEWLQAYFLVLGuFPPS (11)
VYSVLKQEL-LEDPAFEWTPDSRQWVERMLDYNVPGGKLNRGLSVIDSYKLLKE--GQELTEEEIFLASALGWCIEWLQAYFLVLHbFPPS (11)
VYSVLKSDL-LHDPSFEFTNESRLWVDRMLDYNVRGGKLNRGLSVVDSFKLLKQ--GNDLTEQEVFLSCALGWCIEWLQAYFLVLAtFPPS-1 (12)
IYGVLKEEL-LRDPAFEFTDSSRQWIDRMLDYNVPGGKCNRGLSVVDSYKLLKG--TNVLSQEDMFLASTLGWCVEWLQAYFLVLOsFPPS-2 (24)
VYNVLKSQI-LNDSAFQCTDDARQWIEKMLDYTVPGGKLNRGLSVIDSYRLLKT--GKEITEDEVFLGCVLGWCIEWLQAYFLVLGbFPPS (59)
VFPKLVEELNASLLAYGMPKEACDWYAHSLNYNTPGGKLNRGLSVVDTYAILSNKTVEQLGQEEYEKVAILGWCIELLQAYFLVAScFPPS (15)
FFPQIVRDLTEDGIGHPEVGDAVARLKEVLQYNAPGGKCNRGLTVVAAYRELSG--PGQKDAESLRCALAVGWCIELFQAFFLVAGgFPPS (34)
HFSQIVRVLTEDEMGHPEIGDAIARLKEVLEYNAIGGKYNRGLTVVVAFRELVE--PRKQDADSLQRAWTVGWCVELLQAFFLVAHsFPPS (86)
VYSVLK EL L DPAFE T DSRQW RMLDYNVPGGKLNRGLSV DSYRLLK G LTEDE FLASALGWCIEWLQAYFLVLConsensus (86)
171 255180 190 200 210 220 230 240(171)
DDIMDNSVTRRGQPCWFRVPKVGMIAVNDGVLLRNHIPRILKNHFKGKPYYVDLLDLFNEVEFQTASGQMIDLITTIEGEKDLSKSgFPPS (93)
DDIMDGSHTRRGQPCWFRLPKVGMIAVNDGVVLRNHIPRILRKYFREKPYYVDLLDLFNEVEFQTASGQMIDLITTIEGEKDLSKMdFPPS (93)
DDIMDNSHTRRGQPCWFRVPKVGMIAANDGVLLRNHIPRILRKHFRGKPYYVDLLDLFNEVEFQTASGQMIDLITTLEGEKDLSKGuFPPS (93)
DDIMDSSHTRRGQPCWFRVPKVGLIAANDGILLRNHIPRILKKHFRGKAYYVDLLDLFNEVEFQTASGQMIDLITTLEEEKDLSKHbFPPS (93)
DDIMDNSVTRRGQPCWFRVPQVGMVAINDGILLRNHIHRILKKHFRDKPYYVDLVDLFNEVELQTACGQMIDLITTFEGEKDLAKAtFPPS-1 (94)
DDIMDDSHTRRGQPCWFRVPQVGSIAINDGIILRNHITRMLRLHFRGKLYYADLLDLFNEVEFKTASGQLLDLITTHEGEKDLNKOsFPPS-2(106)
DDIMDGSHTRRGQPCWFRLPQVGLIAANDGILLRTHISRILKLHFQTKPYYVDLCDLFNEVEFQTASGQMLDLITTHEGAIDLAKGbFPPS(141)
DDMMDKSITRRGQPCWYKVPEVGEIAINDAFMLEAAIYKLLKSHFRNEKYYIDITELFHEVTFQTELGQLMDLITAPEDKVDLSKScFPPS(100)
DDIMDQSLTRRGQLCWYKKEGVGLDAINDSFLLESSVYRVLKKYCRQRPYYVHLLELFLQTAYQTELGQMLDLITAPVSKVDLSHGgFPPS(117)
DDIMDSSLTRRGQICWYQKPGVGLDAINDANLLEACIYRLLKLYCREQPYYLNLIELFLQSSYQTEIGQTLDLLTAPQGNVDLVRHsFPPS(169)
DDIMD SHTRRGQPCWFRVP VG IAINDG LLRNHI RILKKHFR KPYYVDLLDLFNEVEFQTASGQMIDLITT EGEKDLSKConsensus(171)
256 340270 280 290 300 310 320 330(256)
YALSIHRRIVQYKTAYYSFYLPVACALVISGEDLDKHTV-VKDILVQMGVYFQVQDDYLDCFGDPETIGKVGTDIEDFKCSWLVVSgFPPS(178)
YSLSIHRRIVQYKTAYYSFYLSVACALLMSGEELEKHID-VKNILVEMGIYFQVQDDYLDCFGDPETIGKIGTDIEDFKCSWLVVMdFPPS(178)
YTLSLHRRIVQYKTAYYSFYLPVACALLMMGENLDNHID-VKNILVDMGTYFQVQDDYLDCFGDPQTIGKIGTDIEDFKCSWLVVGuFPPS(178)
YTLSLHRRIVQYKTAYYSFYLPVACALLIAGENLDNHIV-VKDILVQMGIYFQVQDDYLDCFGDPETIGKIGTDIEDFKCSWLVVHbFPPS(178)
YSLSIHRRIVQYKTAYYSFYLPVACALLMAGENLENHID-VKNVLVDMGIYFQVQDDYLDCFADPETLGKIGTDIEDFKCSWLVVAtFPPS-1(179)
YNIGVHRRIVQYKTSYYSFYLPVACALLLSGEDLTKYGA-VEDILVKMGIYFQVQDDYLDCYGDPKFIGKIGTDIEDYKCSWLVVOsFPPS-2(191)
YKMPTYLRIVQYKTAYYSFYLPVACALLMAGENLDNFVA-VKNILVQMGTYFQVQDDYLDCFGDPEVIGKIGTDIEDFKCSWLIVGbFPPS(226)
FSLKKHSFIVTFKTAYYSFYLPVALAMYVAGITDEKDLKQARDVLIPLGEYFQIQDDYLDCFGTPEQIGKIGTDIQDNKCSWVINScFPPS(185)
FSEERYKAIVKYKTAFYSFYLPVAAAMYMVGIDSKEEHENAKAILLEMGEYFQIQDDYLDCFGDPALTGKVGTDIQDNKCSWLVVGgFPPS(202)
FTEKRYKSIVKYKTAFYSFYLPIAAAMYMAGIDGEKEHANAKKILLEMGEFFQIQDDYLDLFGDPSVTGKIGTDIQDNKCSWLVVHsFPPS(254)
Y LS HRRIVQYKTAYYSFYLPVACALLMAGE L KH VK ILV MG YFQVQDDYLDCFGDPETIGKIGTDIEDFKCSWLVVConsensus(256)


SgFPPS
32
21
17
5
28
23
42
40
41


SgFPPS
32
21
17
5
28
23
42
40
41



SgFPPS
32
21
17
5
28
23
42
40
41



SgFPPS
32
21
17
5
28
23
42
40
41



SgFPPS
32
21
17
5
28
23
42
40
41

中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 42 卷 第 12 期 2011 年 12 月

• 2517 •

图 4 基于氨基酸序列的植物来源 FPPS 的系统进化树
Fig. 4 Phylogenic tree of FPPS based on deduced
amino acid sequences
质。在转基因青蒿中过量表达亚洲棉或青蒿的 FPPS
基因，转基因株系中青蒿素量均有一定提高[13-14]。
过量表达人参 FPPS 的转基因积雪草中甾醇和三萜
类物质的量可提高 1.5 倍[15]。提高在转化薄荷 FPPS
基因的烤烟中类胡萝卜素及萜烯类香气物质的量，
对提高烟叶香气品质具有促进作用[16]。
本研究根据植物 FPPS 保守区域，设计相应的
简并性引物，利用 RT-PCR 和 RACE 技术从罗汉果
中首次克隆了 SgFPPS 基因的全长 cDNA 序列。生
物信息学方法分析结果表明，SgFPPS 合酶基因编
码的蛋白具有 FPPS 5 个保守功能域，在氨基酸水
平与苹果树的 FPPS 基因具有最高的同源性，一致
性为 85.1%，推测罗汉果 FPPS 基因与其他作物的
FPPS 可能行使相同或相似的生物学功能，参与罗
汉果甜苷 V 等重要萜类化合物的生物合成过程。
目前本实验室已经构建了 SgFPPS 基因的 RNAi 和
过量表达载体，并通过农杆菌介导转化罗汉果，
SgFPPS 基因在罗汉果甜苷 V 合成中的作用研究正
在进行中。
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21
20
19
18
34
16
17
32
SgFPPS
37
4
5
22
25
26
33
39
35
36
24
14
1
2
3
38
15
8
11
13
12
10
9
7
6
27
29
30
28
31
23